东京大学成功直接观测陶瓷晶界中高速原子扩散运动,明确陶瓷烧结机制并提出新的晶界设计准则
计算材料学
2025-11-09 08:07
文章摘要
本研究背景聚焦于陶瓷多晶体中添加元素沿晶界扩散对材料性能提升的关键作用,但传统方法难以明确晶界偏析在烧结时的形成机制。研究目的旨在通过原子分辨率电子显微法与理论计算相结合,直接观测氧化铝晶界中Hf原子的扩散行为并解析其微观机制。结论表明,Hf原子通过空位交换和间隙位点两种机制在晶界中高速扩散,其中间隙扩散因晶界结构畸变使活化能低至0.5eV,显著促进扩散效率。该发现为通过控制晶界原子扩散设计高性能陶瓷材料提供了新准则。
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