写的AZoM2021年6月9日
陶瓷材料以其抗裂亚博网站下载性而闻名，在从牙科到航空航天工程的各个行业中都有应用。加强这些材料以提高其安全性和效率是一亚博网站下载个主要的研究领域。
图片来源:Shutterstock.com/ Gregory A. Pozhvanov
科学家从筑波大学采用时间分辨x射线衍射方法，对氧化锆陶瓷动态断裂时的相变增韧过程进行了可视化研究。研究结果发表在应用物理快报杂志．
目前的观察方法使研究人员能够可视化材料裂缝的形成亚博网站下载原位而应用负载。这种近距离分析可以以快速的分辨率记录微小的变化，提供断裂的清晰图像，以及材料通过增韧来抵抗断裂的方式。亚博网站下载
然而，陶瓷材料的相变增韧与它们原子级排列的变化有关，而这种变化用现有的方法是看不到的亚博网站下载。获取晶体结构变化的实时图像对于充分了解材料在动态载荷下的响应具有重要意义。
因此，研究人员使用时间分辨的x射线衍射来跟踪钇稳定的四方氧化锆多晶(Y-TZP)暴露在冲击载荷下的行为。
Y-TZP是一种应用广泛的高强度、高断裂韧性陶瓷材料。因此，我们有很多精力去更好地理解它，这样我们就可以继续优化它。到目前为止，我们还不清楚断裂过程中晶体结构何时发生变化，所以我们对Y-TZP相变增韧的认识还比较模糊．
日本筑波大学教授共野淳史
Y-TZP在正常条件下为正方晶体结构，在施加载荷后该结构没有发生变化。但在动态压裂开始时，发现了少量单斜相的痕迹。说明动态断裂在相变增韧过程中起着关键作用。
研究小组证明了这种转变增韧与一种叫做剥落断裂的过程有关，这揭示了氧化锆陶瓷高剥落强度的来源。
在除了揭示氧化锆陶瓷行为的一些潜在原因外，我们还展示了我们的方法的可行性原位分析晶体结构变化。我们相信，我们的发现将有助于硬质陶瓷的持续发展，从电绝缘体部件到厨房用具的广泛应用．
高木聪，研究第一作者，筑波大学
期刊引用:
高木涉,S。等．(2021)氧化锆陶瓷在动态断裂过程中的转变增韧可视化。应用物理快报。doi.org/10.1063/5.0044607．
来源:https://www.tsukuba.ac.jp/en/