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(fā)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(tǒng)研究工作。課題組研究了A2B2O7型高熵陶瓷材料的高熵構(gòu)型與熱物理性能之間的構(gòu)效關(guān)系，揭示了高熵構(gòu)型效應(yīng)可改善提升材料熱物理特性的內(nèi)在機理。相關(guān)成果發(fā)表于《化學工程期刊》。

高熵陶瓷目前是陶瓷材料領(lǐng)域的研究熱點。據(jù)科研人員介紹，高熵陶瓷組分具有可調(diào)空間大、氧空位濃度高等特性，在新型熱防護涂層用陶瓷材料中有較強的競爭優(yōu)勢，其組元設(shè)計空間大、高溫穩(wěn)定性更好、防腐性能也很優(yōu)異。這得益于高熵的特殊效應(yīng)。

性能優(yōu)異的高熵陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷一樣，不僅可以做成整體器件，也可以采用不同工藝獲得涂層。A2B2O7型高熵陶瓷可分別或同時在A位和B位兩個位點進行高熵化組分調(diào)控，其晶胞中存在嚴重晶格畸變，表現(xiàn)出較高的質(zhì)量無序度、離子尺寸無序度和電荷無序度。這些特殊效應(yīng)能夠顯著提升材料綜合性能，使其展現(xiàn)出優(yōu)異的耐熔鹽腐蝕性能、高溫相穩(wěn)定性和機械性能等。

據(jù)了解，高熵陶瓷材料目前處于前期研究階段，距離應(yīng)用還很遙遠。相關(guān)科研人員告訴《中國科學報》，未來會針對國家相關(guān)領(lǐng)域的實際需求，如航空發(fā)動機、航母（艦船）的燃氣輪機等對高性能熱防護涂層材料的需求，繼續(xù)開展更深入系統(tǒng)的研究，制備相關(guān)涂層材料用粉末。