BaZrO₃电解质

各向异性抗断裂

从原子尺度揭示了BaZrO₃电解质沿[110]取向比[100]取向具有显著更强的抗断裂能力，为提升固体氧化物燃料电池的机械稳定性提供了关键指导。

Wang, Zhaoyang · 荆宇航 · Zhang, Chuan · 孙毅 · 李伟奇 · 杨剑群 · Liu Guangtong

Solid State Ionics 2023

技术优势

势函数精度媲美DFT

机器学习势的晶格常数和弹性常数与DFT数据吻合，确保后续力学模拟可靠。

模拟揭示裂纹扩展路径

MD模拟直观展示了不同取向和初始裂纹条件下裂纹沿特定晶面的扩展模式，为理解断裂机制提供原子细节。

量化各向异性断裂韧性

计算了断裂强度、临界能量释放率和断裂韧性，明确[110]取向比[100]取向具有更强的抗断裂能力，为电解质取向设计提供依据。

应用场景

• 固体氧化物燃料电池电解质：用于SOFC电解质，其断裂各向异性帮助选择更耐机械冲击的晶粒取向。
• 高温结构陶瓷：作为高温结构陶瓷，理解其各向异性断裂有助于设计抗热震的部件。
• 材料机械性能表征：该力学表征方法可推广到其他陶瓷材料的各向异性断裂研究。