研究透视：Nature-晶界工程，实现陶瓷引爆与崩解

系统地调整晶格参数，以提高不同物相之间的运动相容性，是提高固-固相转变的可逆性和降低滞后的广泛有效的策略。其中，运动兼容性是指物相的拟合。今日，明尼苏达大学Hanlin Gu, Jascha Rohmer, Justin Jetter, Andriy Lotnyk, Lorenz Kienle, Eckhard Quandt和Richard D. James在Nature上发文，提出了一个明显矛盾的例子，其中调整到近乎完美的运动兼容性，会导致异常高度的不可逆性。具体而言，当运动学相容的陶瓷 (Zr / Hf) O2 (YNb) O4 通过其四方相到单斜相tetragonal-to-monoclinic 转变进行冷却时，多晶在其晶界处缓慢而稳定地分崩离析（称之为渗出过程），甚至爆炸性崩解。相反，如果调整晶格参数以满足更强的“等距”条件（另外考虑到样品形状），所得材料将表现出具有低滞后的可逆行为。这些结果表明，通过以意想不到的方式操纵相容性条件，在化学均质的陶瓷系统中，可以实现多种行为：从一个极端的可逆行为到另一个极端的爆炸性行为。这些概念在当前寻找形状记忆氧化物陶瓷中可能被证明是至关重要的。

图 1：对应晶格和变换拉伸矩阵。

图 2：马氏体相变的框架序列。

图 3：热特性和运动学兼容性。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03975-5

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03975-5

本文译自Nature。