陶瓷，一种古老而又充满魅力的材料，见证了人类文明的进步。它既是无机非金属材料，又承载着传统工艺美术的精髓，装饰着我们生活的每一个角落。
陶瓷具有丰富的特性，如耐高温、耐腐蚀和硬度高等，这使得它在电池、航空航天等高科技领域都有广泛的应用。
那么，陶瓷究竟由哪些成分组成呢？它是由黏土、石英和长石等天然矿物混合而成。其中，黏土是陶瓷生产中最基本且最重要的原料，具有良好的可塑性，是陶瓷成型的基础。石英和长石则是陶瓷原料中的重要组成部分，它们在高温下能与其他原料发生反应，促进陶瓷的烧结过程，提高陶瓷的硬度和耐热性。
我们不禁要问，为什么陶瓷会有“玻璃心”呢？原因在于它的内部结构。陶瓷中的离子或原子排列紧密，相互作用力大。当受到外力冲击或压力时，陶瓷很难通过材料内部的变形释放能量，会在某一局部区域形成受力集中点，导致原子间化学键的断裂，进而产生裂纹。一旦裂纹形成，便会迅速扩展，导致整个物体破碎。
近年来，科学家在材料科学领域取得了重大突破——通过向金属“借位错”来提高陶瓷的韧性。这一技术在2024年7月25日被发表在《科学》杂志上。借位错技术使得陶瓷在室温下拥有拉伸延展性成为可能。金属钼作为基底，在其上生长氧化镧陶瓷，形成了具有有序界面的借位错氧化镧陶瓷材料。这种材料不仅具有陶瓷的高强度，还拥有金属材料的韧性，可以说是陶瓷材料中的佼佼者。
借位错氧化镧陶瓷材料的特殊之处在于金属钼和氧化镧陶瓷之间的有序界面。当受到外力时，金属钼会发生位错，这些位错通过有序界面传递给氧化镧陶瓷，从而承受应力并缓解应力集中，极大地提高了材料的可塑性。
那么，提高陶瓷韧性可以解决哪些问题呢？在航空航天行业，提高陶瓷的拉伸韧性可以使其用于制造更复杂的部件，提高机械整体性能和可靠性。在汽车制造行业，陶瓷材料可用于制造刹车系统、排气系统等部件，提高韧性可以使其更好地承受冲击力，延长使用寿命。在能源储存和电子与半导体行业，提高陶瓷的拉伸韧性也可以改善电池的结构稳定性能和封装结构的可靠性。
向金属“借位错”提高陶瓷韧性的研究不仅是材料科学领域的突破，更是人类挑战不可能的体现。我们期待更多关于陶瓷材料的研究成果，让它在更多领域发光。
参考文献：
[1] Dong LR, Zhang J, Li YZ. Borrowed dislocations for ductility in ceramics[J]. Science, 2024.
[2] Mo Y, Szlufarska I. Simultaneous enhancement of toughness, ductility, and strength of nanocrystalline ceramics at high strain-rates[J]. Applied Physics Letters, 2007. 以及其他相关文献。