剪裁空位是提高陶瓷力学性能的一种可行方法。然而，高度集中的空位通常会影响强度(或硬度)。

在这项工作中，奥地利科学院Zaoli Zhang通过利用超晶格（SL）结构，我们通过高度结构性的模板效应稳定了具有高浓度（高达~50%）无序阴离子空位（缩写“vac”）的亚稳态立方（fcc）WN_x。

文章要点

1）稳定且完美晶格匹配的 TiN 面心立方相（基本上产生零晶格失配，从而最大限度地减少界面效应）。由于 WN_x (x = 0.5) 中存在大量空位，SL 层表现出严重的局部变形。微悬臂梁实验证实这种陶瓷具有高强度（~9 GPa）和弯曲应变（~2.8%）。

2）采用球面像差 (Cs) 校正透射电子显微镜 (TEM) 和原子尺度模拟，研究人员证明了 WNx 的机械响应由晶胞扰动主导（这意味着在变形过程中会发生进一步的晶胞扭曲），它充当变形载体，同时防止高应力集中。

3）具有超高浓度（~50%）无序空位的WN_x的机械性能增强可归因于晶胞扰动吸收变形能、N空位的存在增加了每个晶胞的价电子浓度以及晶胞的影响。阻碍位错成核的畸变。

参考文献

Chen, Z., Huang, Y., Koutná, N. et al. Large mechanical properties enhancement in ceramics through vacancy-mediated unit cell disturbance. Nat Commun 14, 8387 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-44060-x

https://doi.org/10.1038/s41467-023-44060-x