高熵陶瓷的種類與性能 - 多源焦點

高熵陶瓷一般是指由五種或五種以上金屬元素和一種非金屬元素組成的具有簡單晶體結構(如體心立方BCC、面心立方FCC和密排六方HCP)的新型陶瓷材料。

近年來，高熵材料（High-entropymaterials）因具有特殊的性質而備受關注。

這類材料通常是由多個組元以等比例或近等比例的方式相互固溶而形成，具有不同於傳統材料的結構特徵和性能特點，有望在航空航天、新能源電子器件、核能應用等領域得到廣泛應用。

定義【高熵】在一個熱力學系統中，熵是系統混亂程度的量度，體系混亂程度越高，熵越大。

系統因其內部構型的無序所產生的熵叫作構型熵。

材料的組成成分越多，各組分所佔的摩爾數越接近，材料的構型熵越大。

根據材料構型熵的大小可將材料分為低熵、中熵和高熵材料。

【高熵陶瓷】高熵陶瓷一般是指由五種或五種以上金屬元素和一種非金屬元素組成的具有簡單晶體結構(如體心立方BCC、面心立方FCC和密排六方HCP)的新型陶瓷材料。

分類按照化學成分分類，可以分為氧化物高熵陶瓷和非氧化物高熵陶瓷。

氧化物高熵陶瓷可以按照晶體結構進行分類，如岩鹽型結構、螢石型結構、鈣鈦礦型結構、尖晶石型結構高熵陶瓷等。

非氧化物高熵陶瓷按照成分分類，包括碳化物、硼化物、氮化物和硅化物高熵陶瓷等。

【高熵氧化物陶瓷】高熵氧化物是目前高熵陶瓷體系中研究最多的一種，因其對製備過程中的環境要求低，所以其主要的製備方法以高溫焙燒法和前驅體熱解法為主。

岩鹽型高熵氧化物岩鹽型高熵氧化物體系主要是以（Co，Cu，Mg，Ni，Zn）O為代表以及在其基礎上通過其他元素摻雜（如Li、Ga、K、F等）改性得到的改性（Co，Cu，Mg，Ni，Zn）O。

在眾多高熵陶瓷體系中，岩鹽型體系發現的最早，合成過程簡單，易於形成。

岩鹽型高熵氧化物結構均勻分散，有較好的熱穩定性和化學穩定性，被應用在催化領域。

螢石型高熵氧化物螢石型高熵氧化物(Ce，Gd，La，Nd，Pr，Sm，Y)O，(Ce，La，Nd，Sm，Y)O，(Ce，La，Pr，Sm，Y)O以及(Gd，La，Nd，Pr，Sm，Y)O。

高熵螢石型氧化物自身具有一定的催化性能，負載Pd後具有更高的CO氧化催化活性。

其他高熵氧化物高熵鋯酸鹽(La0.2Ce0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2)2Zr2O7，高熵磷酸鹽(La0.2Ce0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2)PO4、焦磷酸鹽(Ti，Zr，Hf)P2O7，高熵硅酸鹽(Yb0.25Y0.25Lu0.25Er0.25)2SiO5、(Y1/4Ho1/4Er1/4Yb1/4)2SiO5和(Yb0.2Y0.2Lu0.2Sc0.2Gd0.2)2Si2O7，高熵鋯鉿酸鹽(Y0.25Yb0.25Er0.25Lu0.25)2(Zr0.5Hf0.5)2O7，以及高熵硅鋁酸鹽(Mo0.25Nb0.25Ta0.25V0.25)(Al0.5Si0.5)2等。

高熵氧化物相比於典型熱障塗層材料，具備更低的熱導率以及和基體匹配的熱膨脹係數。

相比於其構成組元高熵氧化物展現出更低的晶粒生長速度，這類高熵氧化物可用於高溫熱/環境障塗層材料。

【高熵非氧化物陶瓷】在高熵非氧化物中較為常見的是高熵碳化物和高熵二硼化物，除此之外還有高熵硅化物、高熵氮化物、高熵氟化物等。

高熵碳化物目前高熵碳化物組成元素多為ⅣB、ⅤB以及ⅥB元素如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo和W等，其晶體結構多為岩鹽型結構，其晶體結構示意圖如下圖。

高熵碳化物的製備方法以放電等離子燒結和真空熱壓燒結為主，具有較高的硬度和彈性模量，其硬度和彈性模量均高於理論值。

高熵碳化物也具有相對較低的熱導率。

高熵硼化物目前對高熵二硼化物的研究主要集中在ⅣB、ⅤB以及ⅥB的元素上，如Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo和Cr，所形成的高熵硼化物基本為層狀六方晶體結構，包含交替的二維硼網和二維金屬陽離子層，其晶體結構示意圖如下圖。

高熵二硼化物通常具有更高的硬度以及更好的抗氧化性能。

高熵二硼化物的製備方法主要以放電等離子燒結為主，少數通過物理氣相沉積法和簡單的硼熱還原製得。

其他非氧化物高熵陶瓷除了較為常見的高熵碳化物和高熵二硼化物以外，還有許多非氧化物高熵陶瓷如高熵氮化物、高熵硅化物等。

高熵硅化物的製備中氧雜質是無法避免。

作為陶瓷界的新星,高熵陶瓷成分複雜且研究體系龐大,這給材料設計和製備帶來了巨大的挑戰。

與此同時,它還具有組分調節空間巨大、熵效應獨特以及材料性能可調控等優點,是材料領域中一個尚待開採的富礦。

參考文獻：1.無序的新境界-高熵陶瓷-張國軍2.高熵陶瓷材料研究進展-顧俊峰3.高熵陶瓷研究進展-徐亮4.高熵硅化物陶瓷的製備及性能研究-秦淵點擊閱讀原文，提交報名回執！ 點我分享到Facebook 相關文章 7月2日上午，四川輕化工大學材料腐蝕與防護四川省重點實驗室2021年項目立項評審會召開。

會議由實驗室主任龔敏教授主持。

本次立項評審會共收到來自四川大學、重慶大學、西南交通大學、中科院蘭州化物所等單位的申報書41份。

評審過程由夏萬福教授級高工主持。

經評審組評審，決定對 文/陳根根據基礎新材料按照化學成分的分類，無機非金屬材料已經成為四大材料之一，其他三大材料則分別為金屬材料、有機高分子材料以及複合材料。

其中，無機非金屬材料是由硅酸鹽、鋁酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、鍺酸鹽等原料和（或）氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、鹵化物 版權歸原作者所有，如有侵權，請聯繫我們記者從中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家研究中心獲悉，該中心納米金屬科學家工作室博士後徐偉、張波研究員、李秀豔研究員和盧柯院士等研究發現，受限晶體結構可顯著降低鋁鎂合金中的高溫原子擴散速率。

在鋁鎂合金平衡熔化溫度附近，受限晶 高性能陶瓷塗層是繼有機樹脂、金屬及合金之後湧現出來的一類非金屬無機塗層的總稱，在傳統陶瓷材料的耐高溫、抗磨損、耐腐蝕等優點的基礎上，保持了基體材料的結構強度。

陶瓷塗層的厚度通常都在一毫米之內，可減少零件的消極重量，同時抗熱衝擊性能優於整體陶瓷。

陶瓷塗層的分類陶瓷塗層 相變材料容易受到外部環境（如溫度、壓力、電場、磁場、光照等）的刺激而產生應激響應行為，其內部發生可逆相變。

同時這一過程伴隨著某些宏觀物理化學性質（光、電、磁、熱）的改變。

相變材料作為一種具有多重性能且經濟環保的新型功能材料，在軍工、航天、數據存儲、信息傳遞、能量存儲 碳納米管（CNTs）具有較高的彈性模量和抗拉伸強度等優異的力學性能且具有良好的導電和導熱係數，然而，碳納米管受一維材料的侷限，比表面積上限較低，要實現均勻的負載納米級的金屬顆粒在製備和應用過程中，對其組成、分佈、負載方式以及穩定性提出了極高的要求，且製備碳納米管的方 在用於鈉離子電池（SIB）的各種材料中，具有顯著結構穩定性和高離子電導率的鈉超離子導體(NASICON)基電極材料是最有前途的候選材料之一。

然而，相對較低的電子電導率使其顯示出較差的電化學性能，極大地限制了其實際應用。

基於此，上海大學張久俊教授、王琳琳以及倫敦大 研究背景在眾多的半導體材料中，TiO2納米材料因其良好的化學穩定性、低成本、無毒以及獨特的光電性質，使其在光催化和電化學等領域中具有重要的應用，對TiO2納米材料的研究和應用一直以來是材料科學研究熱點。

但是，本體TiO2納米材料存在著帶隙較寬、光生載流子複合速率 一個國家國防實力的提升離不開航空航天技術的發展以及武器裝備的改進，這些裝備常處於超高溫、大熱流、強侵蝕、高負載的苛刻工作環境中，熱防護部件必不可少。

用於製造熱防護部件的超高溫材料應具有高強度、耐高溫、抗氧化、抗熱衝擊等優異性能，主要應用的有難熔金屬及其合金、C－C復 近10年來出現的高溫高熵合金，具有高強度、高硬度、高耐磨性、耐高溫性、耐腐蝕性等性能特點，在推動高溫防護領域的材料科學創新發展與工程化應用方面具有重要意義，應用前景廣闊。

本文綜合闡述了高溫高熵合金材料研究領域取得的一系列科技成果，分析了高溫高熵合金材料極端服役環境的 膜分離作為一種新興的分離技術，由於其兼具分離、濃縮、純化的功能與節能環保、簡單高效、擴展性強、佔地面積小、易於操制的特點，已被廣泛應用於化工、環保、醫藥、食品、海水淡化等領域。

一直以來，膜分離被視為解決人類所面臨的水資源短缺、環境汙染、能源危機等重大問題的關鍵技術之 多孔陶瓷是一種高溫燒成、體內具有大量彼此相通或閉合氣孔結構的陶瓷材料，具有密度低、滲透率高、抗腐蝕、耐高溫、隔熱性能好等優點。

已被廣泛應用於冶金、化工、環保、能源、生物等領域。

多孔陶瓷的分類多孔陶瓷可以從維度、相組成和孔結構（孔徑、孔的⑤形貌和孔的連通狀態）等角度進 近年來，高熵材料（High-entropymaterials）因具有特殊的性質而備受關注。

這類材料通常是由多個組元以等比例或近等比例的方式相互固溶而形成，具有不同於傳統材料的結構特徵和性能特點，有望在航空航天、新能源電子器件、核能應用等領域得到廣泛應用。

定義【高熵 陶瓷纖維質量輕、耐高溫、熱穩定性好、導熱率低、比熱小、耐機械震動，廣泛應用於石化、冶金、電力、航空、航天、消防、家電、汽車、船舶等各個領域。

隨著應用技術的提高，陶瓷纖維還在不斷拓展新的應用領域。

陶瓷纖維的種類按微觀結構形態分類可分為：玻璃態纖維和結晶質纖維。

玻璃態纖 1、研究背景溶液輔助的液相超聲剝離法，以其經濟便易、高效可量產的特點被廣泛應用於二維材料的合成。

長期以來，該方法要求被剝離的塊體材料具有層狀結構，即層內原子由強的化學鍵作用力結合，而層與層之間由弱的範德華力結合。

在超聲波的作用下，弱的層間作用力相較於強的層內作用力優 【文獻信息】付虎輝,劉永升,洪茂椿.局域結構依賴的稀土上轉換髮光[J].中國稀土學報,2021,39(1):24-34.研究背景稀土摻雜上轉換髮光納米材料作為新一代熒光材料，具有反斯托克斯位移大、激發態壽命長、發射譜線窄以及光穩定性高等特點，表現出其他發光材 文章信息直接甲醇燃料電池陽極催化劑研究進展丁鑫，張棟銘，焦緯洲，劉有智中北大學超重力化工過程山西省重點實驗室，山西太原030051引用本文：丁鑫,張棟銘,焦緯洲,等.直接甲醇燃料電池陽極催化劑研究進展[J].化工進展,2021,40(9):491 1.鋰離子固體電解質的定義鋰離子固體電解質在工作溫度條件下為固態，其載流子為Li+，離子電導率可以達到10-4~10-2S/cm，電導活化能Ea<0.5eV（48.24kJ/mol），電子電導率應低於10-8S/cm。

鋰離子固體電解質的離子電導率服從Arrh 文章信息石墨烯基複合材料在新能源轉換與存儲領域的應用現狀、關鍵問題及展望孔玥，黃燕山，羅宇，韓生上海應用技術大學化學與環境工程學院，上海201418引用本文：孔玥,黃燕山,羅宇,等.石墨烯基複合材料在新能源轉換與存儲領域的應用現狀、關鍵問題及展望[J]. 基於MS/MS質譜分子網絡策略從岷江瑞香中發現3個結構新穎的活性天然產物愈創木烷型倍半萜（guaiane）是一類重要的天然產物，廣泛分佈於瑞香屬等植物，藥理研究表明其具有抗炎、抗菌、抗腫瘤和抗急性骨髓性白血病等生物活性，備受眾多有機化學家的關注。

其中代表性化合物，A Copyright©2021 /  用戶協議  /  DMCA  /  聯繫我們