夜夜干,国内精品伊人久久久久AV一坑,韩国电影网站在线播放免费

受限于二維 (2D) 幾何結構，二維材料中的裂紋在室溫下具有最小塑性的脆性行為。脆性裂紋通常由表面的應力集中點引起，因此表面彈性特性可以調節裂紋的發生。斷裂不僅僅是解理：當晶體被解理時，會產生斷裂表面，并且表面晶格會松弛，因為表面比體相具有更少的近鄰原子。由于電荷重新分布，這導致表面應力和表面模量的值與體相不同。拉伸或壓縮表面應力與施加在裂紋表面的負或正表面特征應變有關。以往的研究集中在由相變觸發的等表面特征應變包圍的裂紋尖端，在這種情況下獲得了雙邊對稱。這在脆性材料中稱為相變增韌，并作為一種有效的增韌策略在脆性陶瓷中廣泛應用。然而，對于不對稱情況——當裂紋表面之間的表面應力存在很大差異時，我們知之甚少。

表面彈性效應在塊狀材料中幾乎可以忽略不計。然而，在具有大比表面積的低維結構中，例如納米粒子 (0D)、納米線 (1D) 和原子薄片 (2D)，這種效應可能很重要。實驗觀察和相場分析已經證實，當 Al 納米顆粒的尺寸低于 20 nm 時，表面應力誘導的預熔化會在其熔化溫度以下出現。根據分子動力學 (MD) 模擬的研究結果，當金納米線的橫截面積減小到 4 nm時，表面應力可以在金納米線中產生自發相變（從面心立方到體心四方）。在石墨烯等二維材料中，由于邊緣應力的存在（類似于塊狀晶體中的表面應力），會發生邊緣不穩定。盡管石墨烯具有超高的內在強度（約130吉帕）和彈性模量（約1.0 兆帕），但很脆，斷裂韌性低（每平方根米約4 兆帕）。

六方氮化硼 (h-BN) 是一種介電二維材料，具有與石墨烯相似的高強度（約100 吉帕）和彈性模量（約0.8 太帕）。根據格里菲斯定律，長期以來，h-BN的斷裂行為一直被認定為具有類似于石墨烯的脆性。

然而，與之相反，萊斯大學婁軍和新加坡高性能計算研究所高華健院士（美國工程院院士，中國科學院外籍院士，美國科學院院士，美國人文與科學院院士）等報告了單層 h-BN 的優異斷裂韌性，并提出了由其晶格結構的不對稱性引起的新增韌機制。h-BN 的有效能量釋放率比格里菲斯能量釋放率和石墨烯的能量釋放率高一個數量級。研究人員在單層h-BN中觀察到穩定的裂紋擴展，并獲得相應的抗裂性曲線。由于裂紋尖端的不對稱邊緣彈性特性和裂紋擴展過程中的邊緣交換，裂紋的撓度和分叉會反復發生，這從本質上增強了材料的韌性，使裂紋穩定擴展。。該研究的原位實驗觀察得到理論分析的支持，表明單層h-BN增加了實際效益和潛在的新技術機會，如為二維器件增加機械保護。

最新Nature：四院院士和Materials Today主編聯手挑戰經典！

圖1：無預裂紋單層h-BN試樣的原位拉伸試驗

最新Nature：四院院士和Materials Today主編聯手挑戰經典！

圖2：預裂單層 h-BN 的斷裂和穩定的裂紋擴展

最新Nature：四院院士和Materials Today主編聯手挑戰經典！

圖3：h-BN 和石墨烯中的裂紋萌生

最新Nature：四院院士和Materials Today主編聯手挑戰經典！

圖4：裂紋擴展和有效能量釋放率

Yang, Y., Song, Z., Lu, G. et al. Intrinsic toughening and stable crack propagation in hexagonal boron nitride. Nature 594, 57–61 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03488-1

原創文章，作者：Gloria，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/15/92302f5536/

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

最新Nature：四院院士和Materials Today主編聯手挑戰經典！

相關推薦