面向室温氧化物塑性的键桥机理
材料科学
2025-05-22 v1
摘要
氧化物长期被视为因其强而有方向的离子或共价键而本质脆 brittle，与金属形成塑性行为形成鲜明对比——后者通过去局域电子共享实现塑性，通过容易的位错滑移实现。 Here, we挑战了这一范式，通过综合方法（ab initio 计算、大规模分子动力学模拟和实验纳米压痕）证明典型氧化物如 SrTiO3 和 MgO 可在室温下表现出具有显著晶体学各向异性的塑性。我们识别了实现室温氧化物塑性的通用结构准则：在特定滑移方向（perovskite 和 rocksalt 氧化物中的 (1-10)[110]）上，沿滑移面存在交替的正负电荷原子层。这种电荷交替配置启用了键桥机理——通过在滑移平面上进行顺序键断裂和重构，伴随跨层持久键，模拟金属中的多中心相互作用，从而促进位错运动而不致于灾难性失效。我们的发现揭示了实现氧化物金属样塑性的先前未知途径，并为工程灵活且机械韧性氧化物材料奠定了结构设计原则。
引用
@article{arxiv.2505.15266,
title = {Bonding relay for room-temperature oxide plasticity like metals},
author = {Xiangkai Chen and Yuhong Li and Xiaofei Zhu and Yun-Long Tang and Shi Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.15266},
year = {2025}
}