說到陶瓷，大多數人想到的是茶杯或者花盆。實際上，在現代技術的孵育下，陶瓷材料已經進入了硅太陽能板、陶瓷超導體和生物醫學植入物等尖端領域。
碳化硅接受輻照后，松散的碳原子(綠色)向結晶陶瓷顆粒之間的邊界(虛線)移動
先進的多晶陶瓷大多是結晶顆粒的結合體，在微觀層面上，它就像用石灰石砂漿筑起的石墻。只不過石墻的強度是由砂漿強度決定的，而陶瓷的強度是由晶界決定的。
此前，很多研究人員認為，陶瓷晶界的化學性質非常穩定。然而美國威斯康星大學麥迪遜分校的材料科學工程師們在《自然·材料》雜志中對此提出了相反的觀點：重要的陶瓷材料碳化硅暴露于輻照中時，碳原子會向晶界處聚集。該發現有望幫助工程師們更好地了解陶瓷的特性，并對新一代陶瓷材料的結構進行微調。
自20世紀70年代以來，研究人員已發現了合金中存在的輻照誘導分離現象——金屬原子自由地共用電子，它們能夠輕易地混合或分離。當合金受到離子輻照轟擊時，金屬中的部分原子會脫離原來的位置，向晶界移動。如果不同類型的原子以不同速度移動，合金的化學性質就會改變。
陶瓷中的原子和與之成鍵的相鄰原子有很強的選擇性，這種原子鍵比金屬中的原子鍵強得多。因此，很多研究人員認為在陶瓷中不會出現“同類型分離”現象。威斯康辛大學麥迪遜分校的材料科學與工程教授Izabela Szlufarska在仔細研究碳化硅晶界后，并沒有發現這樣的結果。她說：“在碳化硅中，碳和硅的比例本應非常協調，各占50%。但我們在模擬實驗和晶界成像時發現，晶界處的碳濃度僅為45%。”由此可見，碳化硅可能也很容易受輻照誘導的影響。因此，Szlufarska團隊用離子輻照轟擊了碳化硅材料，發現在300~600攝氏度，晶界經歷了碳富集過程：在這樣的能量水平之下，輻照導致部分碳原子脫離原來的位置，使碳化硅結構形成空位和間隙。間隙原子遷移到晶界處，使材料的化學性質發生改變。
Szlufarska說，除了研究人員不相信陶瓷中會發生輻照分離外，他們也缺乏研究這種現象的工具。最終，在艱辛地完成了碳化硅雙晶的制備后，Szlufarska團隊在橡樹嶺國家實驗室用最先進的掃描透射電鏡技術，研究了晶界的化學成分。
研究人員認為，其他多晶陶瓷材料中也可能存在輻照分離現象。這個過程是一把雙刃劍：一方面，輻照分離導致晶界受損或變質;另一方面，研究人員可以利用這種分離效果生產特種陶瓷，滿足核能、噴氣式發動機等高科技應用的需求。論文作者、賓夕法尼亞州立大學Xing Wang教授說：“輻照有可能被用作精細調整晶界的工具。這對未來材料的開發將非常有意義。”
