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中科院蘭州化物所揭示高熵構型效應提升材料熱物理特性機理
發布者:xylona | 來源:中國科學報 | 0評論 | 2447查看 | 2023-05-10 16:03:00    

近日,中科院蘭州化學物理研究所先進潤滑與防護材料研發中心磨損與表面工程課題組,針對航空航天用高性能熱防護陶瓷材料開展了系統研究工作。課題組研究了A2B2O7型高熵陶瓷材料的高熵構型與熱物理性能之間的構效關系,揭示了高熵構型效應可改善提升材料熱物理特性的內在機理。相關成果發表于《化學工程期刊》。


高熵陶(tao)瓷(ci)(ci)目前是陶(tao)瓷(ci)(ci)材(cai)料(liao)領域(yu)的(de)研(yan)究熱點(dian)。據科研(yan)人(ren)員介(jie)紹,高熵陶(tao)瓷(ci)(ci)組分具有(you)可調空間(jian)(jian)大、氧空位濃度高等特(te)性,在新(xin)型熱防護涂層(ceng)用陶(tao)瓷(ci)(ci)材(cai)料(liao)中有(you)較強的(de)競爭優(you)勢,其(qi)組元設計(ji)空間(jian)(jian)大、高溫穩定性更好、防腐性能也很優(you)異。這得益于(yu)高熵的(de)特(te)殊(shu)效應。


性(xing)能(neng)優(you)異的(de)高熵(shang)陶瓷與傳統陶瓷一樣(yang),不僅(jin)可(ke)以做成整體器件,也可(ke)以采(cai)用不同工藝獲得(de)涂層。A2B2O7型高熵(shang)陶瓷可(ke)分(fen)別(bie)或(huo)同時在A位和B位兩個位點(dian)進行高熵(shang)化組(zu)分(fen)調(diao)控,其(qi)(qi)晶胞中(zhong)存在嚴(yan)重晶格畸變,表現出較高的(de)質(zhi)量(liang)無序度(du)(du)、離子尺寸無序度(du)(du)和電(dian)荷無序度(du)(du)。這(zhe)些特殊效應能(neng)夠顯著提(ti)升材料綜合性(xing)能(neng),使(shi)其(qi)(qi)展現出優(you)異的(de)耐熔(rong)鹽腐蝕(shi)性(xing)能(neng)、高溫相穩定性(xing)和機械性(xing)能(neng)等。


據了(le)解,高熵陶瓷(ci)材料目(mu)前處(chu)于前期研究階段,距(ju)離應(ying)用還很遙遠。相關科研人員(yuan)告(gao)訴《中國科學報》,未來(lai)會針(zhen)對國家相關領域(yu)的實(shi)際需求,如(ru)航(hang)(hang)空發動機、航(hang)(hang)母(mu)(艦船)的燃氣輪機等對高性能熱防護涂層(ceng)材料的需求,繼續開展更深(shen)入系統的研究,制備(bei)相關涂層(ceng)材料用粉末。

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