近日，我校材料科学与工程学院冉松林教授团队在国际期刊《Journal of Advanced Ceramics》和《Journal of the American Ceramic Society》发表结构功能一体化复相陶瓷的最新研究成果。《Journal of Advanced Ceramics》是陶瓷领域一区Top期刊，2022年最新IF为11.534。《Journal of the American Ceramic Society》是美国陶瓷学会会刊，国际陶瓷领域权威期刊之一。以上研究工作得到国家自然科学基金、安徽高效协同创新项目、新威尼斯v0008“青年拔尖计划-青年学者”人才项目等支持。
B4C陶瓷具有熔点高、密度低、化学稳定性强、耐磨性好等优良性能，广泛应用于耐磨、装甲防护等领域。在B4C基体中引入第二相TiB2形成B4C‒TiB2复相陶瓷，不仅能有效提高B4C陶瓷的力学性能，还能显著降低复相陶瓷的电阻率，实现结构功能一体化。然而，由于TiB2比B4C比重更大，本征硬度更低，TiB2的加入也增加了材料的比重，降低了材料的硬度。
团队研究发现，在保证高致密度和良好导电性能的前提下，降低B4C‒TiB2复相陶瓷中TiB2的比例，可进一步满足工业和军工领域对超轻、超硬材料的需求。通过化学反应协同基体晶粒选择性吸收生长法设计并制备了一种低TiB2含量的超轻、超硬、导电B4C‒TiB2复相陶瓷，通过探索复相陶瓷的显微结构与其导电性能、力学性能间的关系，实现了对B4C‒TiB2复相陶瓷在结构和功能性能上的可控调节，为结构功能一体化材料的制备及性能研究提供了一种新的思路。相关工作发表在《Journal of Advanced Ceramics》，2022级博士生赵峻为论文第一作者，冉松林教授为论文通讯作者。
（B4C‒TiB2导电复相陶瓷复相陶瓷的设计原理）
（B4C‒TiB2复相陶瓷的显微结构演变过程）
此外，团队还借助反应烧结在TiB2–TiC–SiC复相陶瓷中原位构建独特的显微结构，实现复相陶瓷的强度与韧性的同步提升，解决了陶瓷材料强度与韧性难以兼顾的难题。相关工作发表在《Journal of the American Ceramic Society》上，朱建华副教授为论文第一作者，冉松林教授为论文通讯作者。
（反应烧结与非反应烧结制备TiB2–TiC–SiC复相陶瓷的显微结构对比）
论文链接：
https://www.sciopen.com/article/10.26599/JAC.2023.9220677
https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jace.18737
（撰稿：汪盛颜 审核：李永涛 张苒 杜飞）
