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高熵陶瓷发展现状及应用前景
日期:2020-05-08    浏览次数:
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2020 CAC广州国际先进陶瓷展览会


高熵陶瓷发展前景及应用

什么是高熵陶瓷?

在一个热力学系统中,熵是系统混乱程度的量度,体系混乱程度越高,熵越大。

“高熵”的概念最初由高熵合金而来,高熵合金(High-Entropy Alloys, HEA)是指含有五种或五种以上金属元素的合金,每种元素的原子含量在5-35%之间,所以也称为多主元合金。

高熵陶瓷发展前景及应用


与高熵合金类似,高熵陶瓷(High-Entropy Ceramics, HEC)一般是指由五种或五种以上金属元素和一种非金属元素组成的具有简单晶体结构(如体心立方BCC、面心立方FCC和密排六方HCP)的陶瓷材料。

高熵陶瓷是如何发展起来的?

继高熵合金后,材料科学家又成功开发出高熵陶瓷,这是一种全新的陶瓷材料,与传统陶瓷相比,高熵陶瓷具有一系列优异的性能,其应用前景非常广阔。高熵的概念自2004年提出,随后用于开发各种金属及其他材料,高熵陶瓷于2015年成功开发并迅速发展起来,相应的科学研究也成为热点。

高熵陶瓷的研究现状如何?

一般认为,因为高熵材料晶胞中含有多种随机分布的元素,使得其具有较高的熵值并增加其结构稳定性。已有研究指出,高熵合金具有优异的力学性能、热物理性能、抗辐照性能和耐腐蚀性能等,但对高熵陶瓷的研究还主要停留在材料的合成阶段,缺乏对高熵陶瓷的性能研究。

高熵陶瓷有什么发展前景?

高熵陶瓷是最近出现的一种新型陶瓷,该种陶瓷的出现丰富了陶瓷体系。20世纪90年代末中国台湾清华大学叶均蔚教授提出了高熵的概念,并将其定义为元素种类≥5,没有主导元素,并且所有元素的含量在5%-35%之间。高熵陶瓷粉体经过烧结可获得稳定的固溶相。到目前为止,人们关于高熵的研究主要集中在合金领域,对于高熵陶瓷的研究较少,而高熵陶瓷具有高热导,高熔点,较好的耐蚀性,良好的生物相容性以及良好的电化学性能等,在超高温、生物医学和能源等领域具有较大发展潜力。

2020 CAC广州国际先进陶瓷组委会 整理

高熵陶瓷发展前景及应用