近日，我院博士生钱伟峰等人在导师陈永楠教授的指导下，在材料科学领域国际期刊《Advanced Functional Materials》(中科院1区Top期刊，IF 18.5)发表论文“Hierarchically Structured Ceramic Coatings based on Zirconia and Magnesium Oxide with High Toughness”。陈永楠教授为第一通讯作者，长安大学为第一通讯单位。

论文信息

陶瓷材料应用中的一个主要挑战是强度和韧性之间的权衡。此研究通过构建多尺度异构结构陶瓷涂层（HSCC）来应对这一挑战。受天然贝壳启发，研究团队基于“砖-砂”纳米级结构，通过调控强化相（砖）和塑性相（砂）的成分和比例，在膜层中建立了微米级外强内韧的双层结构。研究发现，HSCC具有高达700°C的高相组成和结构热稳定性，与传统晶体涂层相比，其抗剪切应变能力提高了65%。锆原子稳定了增强相的边界，促进了顺应相的变形，使得分层结构能够通过同质相界面有效利用塑性相的变形能力和强化相的强度。这项研究为提高陶瓷功能复合材料的韧性和降低其脆断倾向提出了一种可行的设计和实现方法。

研究内容

论文信息：W. Qian, B. Ning, S. Wang, T. Xie, Y. Chen, Q. Zhao, N. Wang, S. Wang, H. Zhan, Hierarchically Structured Ceramic Coatings Based on Zirconia and Magnesium Oxide with High Toughness. Adv. Funct. Mater. 2024, 2418312.

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202418312

（资料来源：陈永楠教授团队）