题目：基于冷烧结的陶瓷内应力调控及应用

报告人：范宇驰

时间：2025年8月18日，15：00-17：00

地点：李薰楼468会议室

报告摘要：

陶瓷材料的内应力可以对其性能产生举足轻重的影响，但由于常见的内应力产生于陶瓷材料的高温烧结和膨胀系数差异，往往难以驾驭。我们利用超硬纳米第二相（如纳米金刚石）和陶瓷基体之间的模量差，通过冷烧结中施加的压力方便地实现了内应力调控。以氧化锌陶瓷为例，我们提出利用内应力诱导的压电极化效应来调控氧化锌基低压压敏电阻的势垒结构。通过冷烧结工艺引入超高刚度纳米金刚石颗粒，可在氧化锌基体中产生高达约1GPa的局部残余应力。实验表明，仅添加2wt%纳米金刚石的复合材料在15.7V/mm低开关电压下即呈现显著的非线性电流-电压响应，这源于正负电荷极化效应对晶界的差异化作用导致势垒高度降低。更引人注目的是，由于晶界强化与预应力纳米金刚石的裂纹尖端桥接作用，巨大内应力使复合材料强度较本体提升230%以上。这些发现为设计高性能、强韧化的结构-功能一体化陶瓷提供了全新的内应力调控思路

报告人简介：

范宇驰，东华大学研究员，博士生导师。基金委优秀青年基金、上海市教委“曙光计划”、上海市“东方学者”特聘教授、上海市浦江人才计划获得者。博士毕业于日本东北大学，入选日本学术振兴会特别研究员(JSPS fellow)。长期从事结构-功能一体化复相陶瓷和陶瓷材料低温烧结研究，于Nat. Commun.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.等期刊发表SCI论文100余篇；获中国发明专利10余项；2018年获上海市自然科学二等奖。担任硅酸盐学会特种陶瓷分会理事、硅酸盐学会测试分会理事、上海市硅酸盐学会理事；Interdisciplinary materials学术编委、International journal of applied ceramic technology编委，Journal of materiomics、Journal of materials science & technology青年编委。