• <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 發布時間:2024-01-11 20:13 原文鏈接: 科學家制備出高熵多孔陶瓷材料,可耐2千度高溫

    原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/1/515876.shtm

    近日,華南理工大學材料科學與工程學院研究員褚衍輝團隊通過多尺度結構設計,成功制備出兼具超強力學強度和高隔熱的高熵多孔硼化物陶瓷材料。同時,該材料還展現出了2000攝氏度高溫穩定性。相關成果發表于《先進材料》。

      ?

    制備出的材料樣品。受訪者供圖

    隨著新一代高超聲速飛行器飛行速度的不斷提升,對隔熱材料的力學強度、熱導率和耐溫性提出了更嚴苛的要求,兼具優異力學強度及隔熱屬性的多孔陶瓷材料一直是科學家的追求目標。然而,這兩種屬性在一定程度上相互制約,對于傳統的多孔陶瓷來說往往難以兼得。如果通過簡單降低多孔陶瓷的相對密度,可顯著提高材料的隔熱性能,但這往往會導致材料力學強度的大幅下降。同時,傳統多孔陶瓷材料耐溫普遍小于1500攝氏度,高溫服役過程中常面臨著體積收縮、力學性能衰減等問題,無法滿足日益嚴苛的服役需求。

    針對上述問題,褚衍輝團隊通過多尺度結構設計,成功制備出高熵多孔硼化物陶瓷材料。該材料的優異性能源于“三大法寶”,即微觀尺度上構筑的超細孔、納米尺度上強晶間界面結合,以及原子尺度上嚴重晶格畸變。

      ?

    褚衍輝(右一)與團隊在實驗室。受訪者供圖

    論文共同通訊作者褚衍輝表示,在微米尺度上,團隊通過超高溫快速合成技術在數十秒內完成燒結,抑制晶粒生長,進而在材料內構筑均勻分布的亞微米級超細孔隙;在納米尺度上,通過進一步固溶反應,建立晶粒之間強界面結合;在原子尺度上,通過引入9元陽離子嚴重晶格畸變,提高晶格內部的應力場和質量場波動,提高硼化物的本征力學強度。

    據他介紹,團隊通過X 射線衍射和精修計算、高精度CT成像、高分辨透射電子顯微鏡、電鏡能譜、透射電鏡能譜等方式,證實了所制備的材料在結構、元素均勻性上均有著優異表現。

    在對制備出的材料進行力學性能測試時,團隊發現在50%氣孔率下,其壓縮強度為337 兆帕,顯著高于已報道的多孔陶瓷材料。在1500攝氏度高溫原位壓縮測試中,其力學強度保持率大于95%,達到332兆帕。特別是,材料在1800和2000攝氏度的高溫下由脆性斷裂行為轉變為壓縮塑性變形行為,壓縮過程中伴隨著材料的致密化,最終在約49%應變下強度達到了690 兆帕。相較于目前已報道的其他多孔陶瓷,該材料展現出了出色的高溫壓縮強度。

    團隊還發現,所制備出的材料同時展現出優異的高溫隔熱性能和熱穩定性。材料在50%氣孔率下,熱導率可低至0.76瓦/米·度?1。在進行1000、1500、2000攝氏度高溫熱處理后,材料的體積尺寸幾乎未發生任何變化(2000攝氏度時收縮率僅為2.4%),力學強度無衰減,具有出色的高溫熱穩定性。

    論文共同通訊作者、華南理工大學副教授莊磊表示,該高熵多孔陶瓷材料在航空航天、能源化工領域具有廣闊的應用前景。

    相關文章

    新方法可提高圖神經網絡處理數據的準確率

    山西大學智能信息處理研究所團隊在圖神經網絡研究方面取得重要進展,相關成果5月23日發表于人工智能領域國際期刊《IEEE模式分析與機器智能學報》(IEEETransactionsonPatternAna......

    電影《749局》科影融合特別場舉行

    原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/10/531421.shtm10月11日,科幻電影《749局》科影融合特別場在京舉行。電影主創團隊與科技領域相......

    甘肅林業職業技術大學揭牌成立

    10月11日,甘肅省迎來了職業教育領域的一個重要里程碑——甘肅林業職業技術大學正式揭牌成立。這一歷史性時刻標志著歷經六十八載發展的甘肅省唯一一所林業類高等院校,正式邁入了本科教育的新階段,開啟了新的征......

    守護“水塔”,在“世界屋脊”上打一場攻堅戰

    ”標志性科考活動獲系列重大突破 “第二次青藏科考標志性科考活動守護水塔‘一原兩湖三江’科考主體任務已經基本完成,這次科考從天到地、從冰到水取得了全方位的進展。”第二次青藏科考隊隊長、中國科學......

    關于確定2024年國家環境健康管理試點名單的通知

    關于確定2024年國家環境健康管理試點名單的通知北京市、河北省、內蒙古自治區、遼寧省、黑龍江省、江蘇省、浙江省、江西省、山東省、湖北省、湖南省、廣東省、重慶市、四川省、貴州省、陜西省、青海省生態環境廳......

    首個菊科多組學數據平臺AMIR發布

    10月8日,華中農業大學果蔬園藝作物種質創新與利用全國重點實驗室、藥用植物資源可持續利用團隊梅之南教授和楊慶勇教授課題組,發布了首個專門面向菊科植物的多組學數據庫平臺——AsteraceaeMulti......

    南郵“金牌教練”:清醒狀態下“時時在線”

    實驗桌上堆放著精密儀器和焊接工具,電腦上是正在運行的電路圖,一頁頁寫滿了數據、畫滿了圖樣的紙張在桌面鋪開,各式或大或小的電子元件前,南京郵電大學工程實驗教學部創新中心副主任郝學元正在埋首研制電工電子實......

    中國計量大學主持制定的兩項國家標準正式發布

    近日,記者從中國計量大學獲悉,該校生命科學學院蜜蜂與蜂產品學研究團隊主持的兩項推薦性國家標準《GB/T44349-2024 蜂花粉總多酚的檢測福林酚試劑比色法》和《GB/T44350-202......

    多級賦碼追溯柔性包裝生產線研制與應用通過鑒定

    10月10日,由廣東省機械行業協會組織并主持召開的“面向軟性物料的多級賦碼追溯柔性包裝生產線研制與應用”項目科技成果鑒定會議在廣東佛山舉行。經專家鑒定,該項目成果總體技術水平達到國際先進水平。記者獲悉......

    我國科學家獲得全球首個純合基因編輯橡膠苗

    近日,中國熱帶農業科學院橡膠研究所組培與轉基因團隊在全球率先獲得了橡膠樹CRISPR/Cas9純合基因編輯橡膠苗。相關研究成果在線發表于《經濟作物和產品》(IndustrialCropsandProd......

  • <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 调性视频