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華南理工大學(xué)褚衍輝團(tuán)隊(duì)成功制備耐2000攝氏度高溫陶瓷材料

來源:中新網(wǎng)   記者 許青青   2024-01-15
導(dǎo)讀:據(jù)華南理工大學(xué)11日消息,該校材料科學(xué)與工程學(xué)院褚衍輝團(tuán)隊(duì)通過多尺度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),成功制備了兼具超強(qiáng)力學(xué)強(qiáng)度和高隔熱的高熵多孔硼化物陶瓷材料。同時(shí),該材料還展現(xiàn)出了2000攝氏度高溫穩(wěn)定性。在航空航天、能源化工領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

制備出的材料樣品。華南理工大學(xué)供圖

  據(jù)介紹,隨著新一代高超聲速飛行器飛行速度的不斷提升,對(duì)隔熱材料的力學(xué)強(qiáng)度、熱導(dǎo)率和耐溫性提出了更嚴(yán)苛的要求,兼具優(yōu)異力學(xué)強(qiáng)度及隔熱屬性的多孔陶瓷材料一直是科學(xué)家的追求目標(biāo)。

  然而,這兩種屬性在一定程度上相互制約,對(duì)于傳統(tǒng)的多孔陶瓷來說往往難以兼得。如果通過簡(jiǎn)單降低多孔陶瓷的相對(duì)密度,可顯著提高材料的隔熱性能,但這往往會(huì)導(dǎo)致材料力學(xué)強(qiáng)度的大幅下降。同時(shí),傳統(tǒng)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(xué)性能衰減等問題,無法滿足日益嚴(yán)苛的服役需求。

褚衍輝(右1)與團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室。華南理工大學(xué)供圖

  據(jù)團(tuán)隊(duì)介紹,該材料的優(yōu)異性能源于“三大法寶”,即微觀尺度上構(gòu)筑的超細(xì)孔、納米尺度上強(qiáng)晶間界面結(jié)合,以及原子尺度上嚴(yán)重晶格畸變。

  相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在材料領(lǐng)域的國(guó)際頂尖期刊Advanced materials(《先進(jìn)材料》,doi: 10.1002/adma.202311870)上。華南理工大學(xué)莊磊副教授和褚衍輝研究員為共同通訊作者,博士研究生文子豪和碩士研究生唐忠宇為共同第一作者。華南理工大學(xué)為唯一通訊單位。


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