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燕山大学,重磅Nature!赵智胜和田永君等学者做出重大贡献

论论资讯 | 2024-02-22 59热度

Nature

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Twisted-layer boron nitride ceramic with high deformability and strength

Wu Yingju; Zhang Yang; Wang Xiaoyu; Hu Wentao; Zhao Song; Officer Timothy; Luo Kun; Tong Ke; Du Congcong; Zhang Liqiang; Li Baozhong; Zhuge Zewen; Liang Zitai; Ma Mengdong; Nie Anmin; Yu Dongli; He Julong; Liu Zhongyuan; Xu Bo; Wang Yanbin; Zhao Zhisheng; Tian Yongjun

Published:2024-02-01
DOI:10.1038/s41586-024-07036-5

研究背景

扭曲堆叠的van der Waals材料在物理学中已经成为探索强相关材料和其他新现象的新平台,然而,由于缺乏制备三维块体材料的合适策略,扭曲van der Waals材料的机械性质研究仍然不足。

研究内容

研究人员成功合成了一种具有高室温变形性和强度的多晶硼氮块体陶瓷。这种陶瓷由具有扭曲堆叠的平行层状纳米板片组成,采用常规的火花等离子体烧结和热压烧结技术从洋葱状硼氮纳米前体中合成而成。这种块体陶瓷的压缩应变可达到14%,比传统陶瓷高一个数量级(通常不到1%),而压缩强度约为普通六方硼氮层状陶瓷的六倍。这种材料的卓越机械性能是由于平行层状纳米板片中扭曲堆叠的内在变形性和三维交错结构的组合所致,这种结构限制了变形在单个纳米板片中的传播。

研究意义

这种扭曲层状硼氮块体陶瓷的出现为高变形性块体陶瓷的制备开辟了一条新途径,具有重要的实际应用价值。

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