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《Advanced Materials》发表武汉理工大学功能材料力学团队最新研究成果
近日，武汉理工大学理学院功能材料力学团队通过纳米畴策略实现了碲化银块体材料强度-塑性-热电性能的协同提升，该成果以“Synergetic enhancement of strength-ductility and thermoelectric properties of Ag2Te by domain boundaries”为题，发表在期刊《Advanced Materials》上。团队博士研究生王洪涛、陆忠涛、副研究员冯骁斌为共同第一作者，段波教授、李国栋教授为共同通讯作者。
传统无机热电材料的本征脆性，限制了其在微型器件、异形器件及可穿戴电子设备等中的应用。功能材料力学团队基于纳米界面调控策略，通过高压制备结合热锻工艺，成功在碲化银材料中构建了高密度纳米畴界面（图1）。研究表明，纳米畴成核于高能晶界，随后延伸贯穿整个晶粒。畴结构在晶粒内部呈条状分布，畴界面两边均为室温相Ag2Te，不同晶粒中畴界面的生长方向随机。畴界面显著影响位错的成核、限制位错的运动方向（图2），同时影响界面附近的电子态密度并强烈散射声子，使碲化银的压缩强度提升40%、断裂应变提升200%、微热电臂加工性能显著提高、热电优值提升50%。这种利用纳米界面协同调控材料强度-塑性-热电性能的策略，对微型/异形/柔性电子器件的发展具有重要的指导意义。
图1 碲化银纳米畴的微观结构表征。(a)无畴结构样品的微观形貌，(b)-(g)含畴结构样品的微观形貌和结构
图2 含纳米畴碲化银的力学性能及强化机制
武汉理工大学理学院功能材料力学团队针对功能材料和器件在使役环境及工业应用中的关键力学问题，重点开展了原子分子尺度力学理论与方法、压力调控材料微结构与性能、多尺度缺陷结构与输运和力学性能的关系、新型热电器件结构设计等方面的研究，取得了系列创新性研究成果，为设计和制备高性能功能材料和器件提供了支撑。（作者： 梁海霞）
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