陳克新研究團隊一直致力于塑性陶瓷方面的研究，曾成功實現了共價鍵氮化硅陶瓷的室溫壓縮塑性，陶瓷的形變量高達20%，同時其壓縮強度提高至原來的2.3倍（~11GPa）。該成果于2022年10月28日在世界頂級期刊Science（Science, 2022, 378, 371-376）發表后，得到材料科學領域的高度評價。近日，陳克新研究團隊在實現陶瓷壓縮塑性的基礎上，聯合北京工業大學王金淑教授和香港大學黃明欣教授團隊，首創性地提出了向金屬“借位錯”的策略，進一步實現了陶瓷的大變形拉伸塑性，陶瓷的拉伸形變量可達39.9%，強度約為2.3 GPa，顛覆了人們關于“陶瓷不可能具有拉伸塑性”的一貫認知。時隔1年多，該團隊的研究成果再次發表在《科學》（Science）期刊上。

眾所周知，陶瓷材料很難像金屬一樣產生塑性變形，這是由陶瓷材料的化學鍵屬性決定的。由于極強的離子鍵或共價鍵特性，使得陶瓷內的位錯形核能極高。因此，通常情況是在陶瓷材料內產生位錯并發生塑性變形之前，就已經早早地發生了斷裂失效。針對這一難點，陳克新研究團隊首創性地提出了一種“借位錯”思想，即如果將金屬中的位錯“借”給陶瓷，那么就可以有效地克服陶瓷中位錯形核難的問題。一旦陶瓷內存在大量的位錯滑動，那么陶瓷就有可能像金屬一樣具有塑性。但是，金屬位錯在遷移到金屬-陶瓷相界面處時通常會在界面處釘扎聚集，因此金屬位錯很難成功地被“借”到陶瓷內部。大量的金屬位錯塞積反而會導致金屬-陶瓷界面的開裂，加速材料的失效。為此，研究團隊在金屬和陶瓷之間設計了一種有序結合的共格界面，該界面通過化學鍵結合的方式，有效地提高了界面的結合強度，從而確保界面不開裂；與此同時，該有序界面還保證了金屬-陶瓷晶面的連續性，該種連續的晶面可以有效降低位錯傳遞的勢壘，使金屬位錯可以輕松地“借”到陶瓷內部。正因為這種有序界面可以實現金屬位錯源源不斷地向陶瓷內傳遞，從而使“借位錯”的陶瓷具有了像金屬一樣的拉伸塑性。

相關成果同期被《科學》期刊選為“研究亮點”（Research Highlights），編輯以“借缺陷”（Borrowing defect）為題予以重點介紹。

北京科技大學為該論文第一通訊作者單位，陳克新研究員為該論文的第一通訊作者，北京工業大學王金淑教授和香港大學黃明欣教授為共同通訊作者。董麗然、張杰和李亦莊為共同第一作者，作者高藝璇副研究員為該工作提供了理論計算支持。

北京科技大學、北京工業大學、寧波甬江實驗室和香港大學為該工作的合作完成單位。