新型高熵多孔陶瓷材料可耐2000摄氏度高温
文章来源：中国科学报 更新时间：2024-01-18 16:34:16
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本报讯（记者朱汉斌）近日，华南理工大学材料科学与工程学院研究员褚衍辉团队通过多尺度结构设计，成功制备出兼具超强力学强度和高隔热性能的高熵多孔硼化物陶瓷材料。同时，该材料还展现出在2000摄氏度下的高温稳定性。相关成果发表于《先进材料》。
制备兼具优异力学强度及隔热属性的多孔陶瓷材料一直是科学家追求的目标。然而，这两种属性在一定程度上是相互制约的。通过降低多孔陶瓷的相对密度，可显著提高材料的隔热性能，但这往往会导致材料力学强度的大幅下降。同时，传统多孔陶瓷材料耐温普遍低于1500摄氏度，高温服役过程中常面临体积收缩、力学性能衰减等问题，无法满足日益严苛的服役需求。 针对上述问题，研究团队制备出了高熵多孔硼化物陶瓷材料。该材料的优异性能源于“三大法宝”，即微观尺度上构筑的超细孔、纳米尺度上强晶间界面结合，以及原子尺度上严重晶格畸变。 论文共同通讯作者褚衍辉表示，在微米尺度上，团队通过超高温快速合成技术在数十秒内完成烧结，抑制晶粒生长，进而在材料内构筑均匀分布的亚微米级超细孔隙；在纳米尺度上，团队通过进一步固溶反应，建立晶粒之间强界面结合；在原子尺度上，团队通过引入严重晶格畸变，提高晶格内部的应力场和质量场波动，提高硼化物的本征力学强度。 该高熵多孔陶瓷材料在航空航天、能源化工领域具有广阔的应用前景。 相关论文信息： https://doi.org/10.1002/adma.202311870 《中国科学报》 (2024-01-16 第1版 要闻)
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