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室温和高应变率下的高电化无定形氧化物

氧化物眼镜是现代世界不可分割的一部分,但在室温下,其特性脆性会限制其实用性。结果表明,无定形氧化铝在室温下可以永久变形,且通过粘性蠕变机制高应变。这些薄膜可以在室温下达到流量应力,并且可以塑料流动,达到总伸长 100%,前提是材料密度大且无几何缺陷。我们的研究表明,在低温下,无定形氧化物的延展性远高于先前的观测结果。这一发现可能有助于实现以新方式贡献的耐损伤玻璃材料,有可能提高电子设备和电池等应用的机械电阻和可靠性。

埃尔卡·弗兰克伯格、珍妮·卡利卡、弗朗西斯科·加西亚·费雷、露西尔·乔利-波图兹、 图尔卡·萨尔米宁、朱科·欣蒂卡、米科·霍卡、西达达·科内蒂、蒂埃里·杜埃拉德、比兰热·勒圣、帕特里斯·克雷姆尔、梅根·科迪尔、蒂埃里·埃皮米尔、道格拉斯·斯托弗、马特奥·瓦纳齐、卢西恩·罗伊班、贾科·阿科拉、法比奥·迪·福恩佐、埃尔基·莱维内、卡琳·马塞内利·瓦尔

科学, 2019, 366 (6467), 864-69
DOI: 10.10.1126/科学.aav1254

用于统计和空间属性测定的高通量纳米缩进

与几乎所有其它机械测试(如张力或压缩)相比,标准纳米齿化测试是"高吞吐量"。但是,每小时进行数十次测试的典型比率可以显著提高。这些较高的测试速率使需要数千个缩进(如高分辨率属性映射和详细统计研究)的不切实际的研究变得不切实际。但是,必须注意避免测量中的系统误差,包括选择压痕深度/间距,以避免塑料区域重叠、堆积以及所测试材料中相邻微结构特征的影响。此外,由于需要快速加载速率,因此还必须考虑应变速率敏感性。回顾了这些影响,重点是进行免费的标准纳米缩进测量,以解决这些问题。该技术的实验应用,包括不同长度尺度的焊缝、微观结构和复合材料的映射,以及表面粗糙度对名义均匀试样的影响。

埃里克 · 利克萨拉, 乌德 · 汉根, 道格拉斯 · 斯托弗

材料杂志,2018, 70 (4), 494-503
DOI: 10.1007/s11837-018-2752-0

生物灵感的Nacre样氧化铝与散装金属玻璃成型合金作为符合相

由金属"砂浆"粘合的具有微米级陶瓷"砖块"的生物灵感陶瓷预计将产生更高的强度和韧性陶瓷,但由于金属通常不采用湿陶瓷,因此其加工具有挑战性。为了解决这个问题,我们利用基于硅的散装金属玻璃砂浆的快速无压渗透制造氧化铝结构,这种砂浆会被动地弄湿冻铸氧化铝预制件的表面。由此产生的Al2O3的机械性能与玻璃成形符合相变,渗透温度和陶瓷含量,导致弯曲强度(从89到800MPa变化)和断裂韧性(从4到9MPaμm1/2之间变化)之间的权衡。高韧性水平归因于沿陶瓷/金属界面的砖块拉出和裂纹偏转。由于这些机制是由金属砂浆内部的面向失效而不是失效启用的,因此优化这些生物灵感材料的损伤耐受性的潜力仍未完全实现。

艾米 · 瓦特、杰 · 李、蔡 · 伍 · 柳、伯恩德 · 格鲁多瓦茨、金永 · 金、安东尼 · 托姆西亚、石川竹下、朱莉安娜 · 施密茨、安德里亚斯 · 迈耶、马库斯 · 阿尔弗雷德、丹尼尔 · 基纳、恩 · 索 · 帕克、罗伯特 · 奥里奇

自然通讯, 2019, 10 (961)
DOI: 10.1038/s41467-008753-6

在西图断裂碳化硅再绑定的TEM观察

BioSilicon 碳化物 (SiC) 广泛应用于恶劣环境和极端条件下,包括高功率、高温、高电流、高压和高频。堆栈故障 (SF) 的重新绑定和自匹配非常可取,以避免 SiC 器件的灾难性故障,尤其是航空航天和核电行业的特定应用。在这项研究中,一种利用眉毛拾取和传输纳米线(NW)的新方法,以获得原位传输电子显微镜(TEM)的图像,以原子分辨率重新绑定和自配SF。在重新绑定和愈合过程中,电子束被关闭。在室温下,原位TEM观察到单晶和无定形SiC WS的断裂表面重新粘合。 裂除后断裂强度为1.7GPa,恢复单晶NW的12.9%。 沿<111> 方向部分再结晶,SFs的自我匹配负责单晶NW的再结晶。相比之下,第一次和第二次重构的断裂强度为6.7和5.5GPa,分别回收了无定形NW的67%和55%。 原子扩散对无定形NW的断裂表面的再粘合贡献巨大,导致由无定形相和晶体组成的愈合表面。这种重绑定功能为航空航天、光电和半导体行业制造高性能 SiC 器件提供了新的见解。

张振宇、崔俊峰、王博、江海月、陈国新、余金红、林成泰、唐春、亚历山大·哈特迈尔、张俊杰、罗俊杰、安德烈亚斯·罗森克兰兹、南江、东明、郭

纳米尺度, 2018, 10, 6261-69
DOI: 10.10.1039/C8NR00341F