西工大苏海军团队：高速定向凝固制备超高强度微纳准单晶三元共晶陶瓷

背景：陶瓷材料因高熔点与低断裂韧性，传统烧结技术会引入晶界和气孔等缺陷，限制其强度极限。定向凝固共晶陶瓷（DSEC）虽能实现单晶相结构，但存在强度与尺寸的负相关关系，大尺寸试样强度显著下降。研究目的：通过激光悬浮区熔法（LFZM）在高速抽拉速率下制备大尺寸Al2O3/YAG/ZrO2三元共晶陶瓷，实现微纳准单晶结构的稳定生长，以突破强度与尺寸的矛盾。结论：在100 μm/s抽拉速率下成功制备直径3.5 mm的棒状试样，相对密度达99.96%，弯曲强度为2.5 GPa，Al2O3和YAG相保持准单晶特性，有效抑制缺陷，实现了强度与尺寸的协同优化，拓展了DSEC材料的工程应用范围。