超高温陶瓷耐温能力(生产耐高温高强度陶瓷的原料是什么)

华南理工大学材料科学与工程学院褚彦辉研究团队通过多尺度结构设计，成功制备出兼具超强机械强度和高隔热性能的高熵多孔硼化物陶瓷材料。同时，该材料还表现出2000的高温稳定性。相关研究成果近期发表在国际期刊《先进材料》上。

随着飞行速度的不断提高，新一代高超音速飞行器对绝热材料的机械强度、导热性能和耐温性能提出了更加严格的要求。具有优良机械强度和隔热性能的多孔陶瓷材料一直是科学家们追求的目标。然而，这两种性质在一定程度上相互制约。

“如果单纯降低多孔陶瓷的相对密度，材料的隔热性能可以明显提高，但这往往会导致材料的机械强度明显下降。同时，传统陶瓷的耐温性能也受到影响。”多孔陶瓷材料一般低于1500，常常面临体积收缩、力学性能衰减等问题。”褚彦辉介绍道。

研究团队制备的这种高熵多孔硼化物陶瓷材料的优异性能来自于“三大法宝”，即微观尺度构建的超细孔隙、纳米尺度强晶间界面结合、严重孔隙在原子尺度上。晶格畸变。

据介绍，在微米尺度上，团队利用超高温快速合成技术，在数十秒内完成烧结，抑制晶粒长大，进而在材料中构建均匀分布的亚微米超细孔。在纳米尺度上，该团队通过进一步的固溶反应在晶粒之间建立了牢固的界面结合。在原子尺度上，团队引入了九元阳离子的严重晶格畸变，以增加晶格内部的应力场和质量场波动，提高硼化物的固有机械强度。

在力学性能测试中，这种高熵多孔陶瓷材料表现出优异的高温抗压强度、优异的高温绝热性能和热稳定性，在航空航天、能源化工等领域将具有广阔的应用前景。 （叶青华轩）