传统的陶瓷材料通常具有高硬度和脆性，限制了它们在高精度产品制造中的应用。为了提高陶瓷的力学韧性，研究人员尝试通过添加碳的同素异形体（如石墨、碳纳米纤维、碳纳米管和石墨烯）来增韧陶瓷基体。然而，碳材料分散分布对所制备的陶瓷复合材料的弯曲强度有严重的负面影响。
景德镇学院生物与环境工程学院余辉博士与海南大学合作，在蜘蛛网、蜂窝以及骨网络结构的启发下，通过放电等离子体烧结技术在ZTA陶瓷的晶界上原位形成了基于MOF的仿生碳纳米网络。有限元计算结果表明，该碳纳米网络可以有效地分散材料内部的应力，并将内部缺陷处的集中应力转移到样品表面的两相晶界上，使得ZTA陶瓷的最大弯曲强度和断裂韧性分别提高了37%和88%。该研究验证了原位生产MOF衍生的碳纳米网络是提高ZTA陶瓷力学性能的有效策略，并且为其他陶瓷材料的增强和增韧提供了新的方法。2024年8月，该研究成果发表在材料科学领域的顶尖学术期刊《Ceramics International》上，余辉博士为本文的通讯作者。
《Ceramics International》是材料科学领域的顶级期刊，已被国际重要权威数据库 SCI 收录，2023年影响因子为5.1，中科院分区：材料科学 1区 [Top]。该期刊涵盖了先进陶瓷材料的科学，鼓励研究者展示对基本化学和物理现象的理解如何指导材料设计并激发新的或改进的加工技术的想法，以获得具有所需结构特征和性能的材料。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.08.057
（供稿：余辉/编辑：方倞杰/一审一校：陈丽明/二审二校：魏媛鹤/三审三校：田双）
