揭示高熵构型效应提升材料热物理特性机理

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本报讯（见习记者叶满山）近日，中科院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研发中心磨损与表面工程课题组，针对航空航天用高性能热防护陶瓷材料开展了系统研究工作。课题组研究了A2B2O7型高熵陶瓷材料的高熵构型与热物理性能之间的构效关系，揭示了高熵构型效应可改善提升材料热物理特性的内在机理。相关成果发表于《化学工程期刊》。

高熵陶瓷目前是陶瓷材料领域的研究热点。据科研人员介绍，高熵陶瓷组分具有可调空间大、氧空位浓度高等特性，在新型热防护涂层用陶瓷材料中有较强的竞争优势，其组元设计空间大、高温稳定性更好、防腐性能也很优异。这得益于高熵的特殊效应。

性能优异的高熵陶瓷与传统陶瓷一样，不仅可以做成整体器件，也可以采用不同工艺获得涂层。A2B2O7型高熵陶瓷可分别或同时在A位和B位两个位点进行高熵化组分调控，其晶胞中存在严重晶格畸变，表现出较高的质量无序度、离子尺寸无序度和电荷无序度。这些特殊效应能够显著提升材料综合性能，使其展现出优异的耐熔盐腐蚀性能、高温相稳定性和机械性能等。

据了解，高熵陶瓷材料目前处于前期研究阶段，距离应用还很遥远。相关科研人员告诉《中国科学报》，未来会针对国家相关领域的实际需求，如航空发动机、航母（舰船）的燃气轮机等对高性能热防护涂层材料的需求，继续开展更深入系统的研究，制备相关涂层材料用粉末。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141346

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