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Research Progress of Non-oxide and High Entropy Ceramic Coatings
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作者 Junshuai CHEN Yulong WANG +5 位作者 Zeyu WANG Xue SHEN TengyuDU Yubo GONG Zhigang YANG Gang YU 《Research and Application of Materials Science》 2024年第1期23-32,共10页
Ceramic coatings play a keyrole in extending the service life of materials in aerospaceandenergy fields byprotectingmaterials from high temperature,oxidation,corrosion and thermal stress.Non-oxide and high entropy cer... Ceramic coatings play a keyrole in extending the service life of materials in aerospaceandenergy fields byprotectingmaterials from high temperature,oxidation,corrosion and thermal stress.Non-oxide and high entropy ceramics are new emerging coating materials which have been researched and developed in recent years.Compared with traditional oxide ceramics,non-oxide ceramics have better high temperature stability,oxidation resistance and erosion resistance.These characteristics make non-oxide ceramics perform well in extreme environments.It is particularly noteworthy that the non-oxide high entropy ceramic is a uniform solid solution composed of at least four or fiveatoms.Their unique structure and outstanding propertiesshow great potential application in the field of coating.In this paper,the researches aboutregulating microstructure,preparation technology and properties of nitride and its high entropy system,carbide and its high entropy system and boride and its high entropy system in coating field are summarized,and their future development and prospects are prospected. 展开更多
关键词 NITRIDE CARBIDE BORIDE high entropy ceramic coating
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Research Progress of High Entropy Ceramic Materials
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作者 Song WU Shikai LIU +5 位作者 Jialin WANG Bibo HAN Shaoyi SHEN Zhigang YU Zhaobo ZHANG Xinhua ZHENG 《Research and Application of Materials Science》 2024年第1期16-22,共7页
High-entropy materials(HEMs)have better mechanical,thermal,and electrical properties than traditional materials due to their special"high entropy effect".They can also adjust the performance of high entropy ... High-entropy materials(HEMs)have better mechanical,thermal,and electrical properties than traditional materials due to their special"high entropy effect".They can also adjust the performance of high entropy ceramics by adjusting the proportion of raw materials,and have broad application prospects in many fields.This article provides a review of the high entropy effect,preparation methods,and main applications of high entropy ceramic materials,especially exploring relevant research on high entropy perovskite ceramics.It is expected to provide reference for the promotion of scientific research and the development of further large-scale applications of high-entropy ceramic materials. 展开更多
关键词 high-entropy ceramic materials high entropy effect preparation method perovskite structure research prog
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Progress in densification and toughening of high entropy carbide ceramics
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作者 Zhennan Cao Jialin Sun +4 位作者 Lingtao Meng Keguo Zhang Jun Zhao Zhifu Huang Xialun Yun 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第30期10-43,共34页
High entropy carbide ceramics(HECC)are solid solution of inorganic compounds with five or more prin-cipal metal cations.Research interests in HECC are dramatically sparked by the enormous possibilities in composition-... High entropy carbide ceramics(HECC)are solid solution of inorganic compounds with five or more prin-cipal metal cations.Research interests in HECC are dramatically sparked by the enormous possibilities in composition-microstructure-property tailoring.As widely acknowledged,HECCs enjoy higher hardness and oxidation/corrosion/wear resistance,as well as lower thermal conductivity than conventional engi-neering carbide ceramics,making them the most potential candidates for state-of-the-art structural and functional applications in extreme service conditions.Despite the advantages,however,the poor den-sification coupled with low fracture toughness significantly limited the practical applications of HECC.Adding to the difficulty,the literature available for toughening HECC is woefully limited.In considera-tion of this insufficiency,we apply towards offer a comprehensive,critical review of the mechanical be-havior of HECC,highlighting the densification enhancing strategies(carbon content,sintering techniques,grain size,sintering aids,etc.)as well as toughening methods including particle toughening,whisker/fiber toughening,synergistic toughening,graphene-carbon nanotube toughening,to further the service reliabil-ity of HECC in practical industrial applications.Furthermore,despite some significant successes,important directions for further development of HECC are given as multi-dimensional gradient HECC,additive man-ufacturing of HECC,processing-composition-microstructure-property relationship prediction and genomes of HECC based on machine learning,and high-throughput computing,etc. 展开更多
关键词 high entropy carbide ceramic DENSIFICATION TOUGHENING Mechanical properties
原文传递
(Si_(0.2)Ti_(0.2)Nb_(0.2)Ta_(0.2)V_(0.2))C高熵陶瓷的低温制备及吸波性能 被引量:1
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作者 张昊 黄宗玥 +1 位作者 张妍彬 魏剑 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期42-47,共6页
寻求具有良好耐高温及力学性能的新型陶瓷材料是吸波材料领域的研究热点之一。高熵碳化物陶瓷具有高温热稳定性及抗氧化性好等优点,但合成温度高且吸波性能研究较少,限制了其在高温吸波材料领域的应用。本工作采用熔盐法合成了多晶岩盐... 寻求具有良好耐高温及力学性能的新型陶瓷材料是吸波材料领域的研究热点之一。高熵碳化物陶瓷具有高温热稳定性及抗氧化性好等优点,但合成温度高且吸波性能研究较少,限制了其在高温吸波材料领域的应用。本工作采用熔盐法合成了多晶岩盐晶型(Si_(0.2)Ti_(0.2)Nb_(0.2)Ta_(0.2)V_(0.2))C高熵碳化物陶瓷,研究了其物相组成、微观形貌及吸波特性。结果表明:随着反应温度的升高,样品的衍射峰逐渐锐化,吸波性能明显提高。当反应温度为1500℃时,3.72 GHz时最低反射损耗达-34.68 dB;与已报道的高熵碳化物陶瓷相比,在相同的有效吸收带宽(2.3 GHz)下,涂层厚度减少了13.3%(1.5 mm降低到1.3 mm),其介电损耗主要来源于极化损耗和导电损耗。本工作制备的高熵碳化物陶瓷可以为研究制备新型环境适应、耐高温、抗冲击的高性能单相吸波材料提供新途径。 展开更多
关键词 高熵碳化物陶瓷 吸波材料 吸波性能 介电损耗 熔盐法
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高熵碳化物超高温陶瓷的研究进展
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作者 蔡飞燕 倪德伟 董绍明 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期591-608,共18页
高速飞行技术的发展对高性能热结构材料提出了迫切需求。高熵碳化物(HECs)陶瓷作为近年来发展迅速的一类新型材料,兼具高熵陶瓷与超高温陶瓷的优良特性,在极端服役环境中具有广阔的应用前景,因此得到国内外学者的广泛关注。相比仅含有... 高速飞行技术的发展对高性能热结构材料提出了迫切需求。高熵碳化物(HECs)陶瓷作为近年来发展迅速的一类新型材料,兼具高熵陶瓷与超高温陶瓷的优良特性,在极端服役环境中具有广阔的应用前景,因此得到国内外学者的广泛关注。相比仅含有一种或两种过渡金属元素的传统超高温碳化物陶瓷,HECs综合性能有所提升,且具有更强的组成和性能可设计性,因此具备较大的发展潜力。经过对HECs的不断探索,研究人员获得了许多有趣的结果,开发了多种HECs的制备方法,对HECs的显微结构和性能的认识也更加深入。本文综述了HECs的基本理论以及从实验过程中获得的规律;对HECs粉体、HECs块体、HECs涂层及薄膜,以及纤维增强HECs基复合材料的制备方法进行了梳理和归纳;并对HECs的力学、热学等性能,尤其是与高温应用相关的抗氧化、抗烧蚀性能的研究进展进行了综述和讨论。最后,针对HECs研究中有待进一步完善的科学问题,对HECs的未来发展提出了展望。 展开更多
关键词 高熵碳化物 超高温陶瓷 力学性能 抗氧化性能 抗烧蚀性能 综述
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高熵陶瓷材料研究进展及挑战
6
作者 王云平 刘世民 董闯 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期83-100,共18页
高熵作为全新的材料体系,得益于巨大的组分空间、独特的微观结构以及较大的构型熵所赋予其独特且可调的优异性能,已成为材料领域的研究热点。高熵陶瓷的研究目前还处于探索阶段,尤其在精准的成分设计理论、高纯高产率粉体制备、新型烧... 高熵作为全新的材料体系,得益于巨大的组分空间、独特的微观结构以及较大的构型熵所赋予其独特且可调的优异性能,已成为材料领域的研究热点。高熵陶瓷的研究目前还处于探索阶段,尤其在精准的成分设计理论、高纯高产率粉体制备、新型烧结工艺等方面,亟待深入研究。因此,本文针对高熵陶瓷的五大高熵效应、新的设计理论、粉体制备方法、新型烧结工艺以及综合性能与实际应用进行了梳理归纳,并通过团簇加连接原子模型(CPGA)对高熵陶瓷(HEC)成分设计进行解析,深入挖掘了HEC的组元和微结构以及性能之间的关系。未来HEC的重点发展方向仍然为基础理论设计,尤其是针对非氧化物HEC成分结构。同时,在样品制备上要在学科交叉领域寻找突破,如采用人工智能机器学习与3D打印进行制备。最后,要寻找结构、热障耐腐涂层、机械、工程光学和磁性等方面实际应用并对探究工况环境下的强化、失效机制深入探究分析。 展开更多
关键词 高熵陶瓷 成分设计 团簇加连接原子模型(CPGA) 制备工艺 性能应用
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基于专利数据的高熵陶瓷材料研发进展分析
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作者 海文智 代学冬 +1 位作者 包金小 阮飞 《化工管理》 2024年第16期91-95,共5页
高熵陶瓷材料通过增加组元数增大构型熵,从而形成具有多组元、单相结构及独特物理化学特性的固溶体。近年来,高熵陶瓷正在持续快速发展,已经成为无机非金属材料领域的研究热点。文章以2012—2023年高熵陶瓷领域申请的专利数据为基础,从... 高熵陶瓷材料通过增加组元数增大构型熵,从而形成具有多组元、单相结构及独特物理化学特性的固溶体。近年来,高熵陶瓷正在持续快速发展,已经成为无机非金属材料领域的研究热点。文章以2012—2023年高熵陶瓷领域申请的专利数据为基础,从成分体系、学科分布、基金投入及研究层次等多个维度梳理了当前高熵陶瓷材料的发展概况,并分析了高熵陶瓷主要应用领域和今后值得深入探索的研究方向,以期为高熵陶瓷材料领域相关研究和开发提供参考。 展开更多
关键词 高熵陶瓷 无机材料 专利数据 发展概况
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B_(4)C含量对(Ti_(0.25)Zr_(0.25)Hf_(0.25)Ta_(0.25))B_(2)-B_(4)C陶瓷力学性能及抗氧化性能的影响
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作者 刘国昂 王海龙 +2 位作者 方成 黄飞龙 杨欢 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期697-706,共10页
新型高熵硼化物陶瓷具有优异的高温稳定性、低热导率等优点,在高温热防护领域具有广阔的应用前景。本研究采用硼/碳热还原法结合热压烧结技术在1900℃下制备了(Ti_(0.25)Zr_(0.25)Hf_(0.25)Ta_(0.25))B_(2)-B_(4)C高熵硼化物陶瓷,并研究... 新型高熵硼化物陶瓷具有优异的高温稳定性、低热导率等优点,在高温热防护领域具有广阔的应用前景。本研究采用硼/碳热还原法结合热压烧结技术在1900℃下制备了(Ti_(0.25)Zr_(0.25)Hf_(0.25)Ta_(0.25))B_(2)-B_(4)C高熵硼化物陶瓷,并研究了B_(4)C第二相含量对其力学及抗氧化性能的影响规律。结果表明,B_(4)C均匀分布在高熵基体中,有效改善了高熵陶瓷的相对密度和力学性能。当B_(4)C体积分数为20%时,复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性以及维氏硬度均达到最高,分别为(570.0±27.6)MPa、(5.58±0.36)MPa·m^(1/2)和(24.6±1.1)GPa。微观结构分析表明,B_(4)C能够钉扎晶界、细化晶粒,并能够引入裂纹偏转、分支等增韧机制,最终实现复相陶瓷的强化及韧化。此外,利用静态氧化实验,揭示了B_(4)C含量对复相陶瓷800~1400℃抗氧化性能的影响。当B_(4)C体积分数不小于20%时,其氧化生成的玻璃相B_(2)O_(3)能够均匀包裹(Zr,Hf)O_(2)、TiO_(x)及Ta_(2)O_(5)等高熵基体对应的氧化物,从而在陶瓷表面形成均匀致密的氧化层,抑制氧向基体内部扩散,降低氧化层厚度并提升复相陶瓷的抗氧化性能。本工作能够为高熵硼化物陶瓷的力学及抗氧化性能研究提供实验依据和数据支撑。 展开更多
关键词 高熵硼化物陶瓷 B_(4)C 力学性能 抗氧化性能
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(MoNbTiVZr)C高熵陶瓷制备及组织、性能研究
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作者 谢伟 艾云龙 +2 位作者 陈卫华 余乐祥 邓皓然 《南昌航空大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期17-22,42,共7页
以碳化物粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备(MoNbTiVZr)C高熵陶瓷,并研究烧结温度(1500~2000℃,间隔100℃)对高熵陶瓷组织及力学性能的影响。结果表明,当烧结温度为2000℃时,除少量ZrC被氧化外,富含高熔点Nb、Zr元素的碳化物... 以碳化物粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备(MoNbTiVZr)C高熵陶瓷,并研究烧结温度(1500~2000℃,间隔100℃)对高熵陶瓷组织及力学性能的影响。结果表明,当烧结温度为2000℃时,除少量ZrC被氧化外,富含高熔点Nb、Zr元素的碳化物充分固溶,烧结试样以FCC结构的(MoNbTiVZr)C高熵陶瓷相为主。1500~2000℃温度下烧结的(MoNbTiVZr)C高熵陶瓷的致密度均达97%以上,平均晶粒尺寸随烧结温度升高而增大,硬度及断裂韧性随烧结温度升高呈下降趋势。当烧结温度为1800℃时,制备的陶瓷综合力学性能较佳,硬度和断裂韧性分别可达(21.44±0.94)GPa和(5.44±0.29)MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 高熵陶瓷 放电等离子烧结 组织演变 力学性能
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高熵稀土萤石型氧化物陶瓷研究进展
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作者 昝文宇 马北越 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期24-30,43,共8页
萤石型氧化物具有高熔点、低热导率、抗烧结等优异性能,是目前研究最为广泛且具有很高应用前景的高熵材料结构体系。烧绿石结构可以认为是一种有序缺陷萤石结构,因此本文将烧绿石结构归入萤石型系列。国内外高熵稀土萤石型氧化物结构体... 萤石型氧化物具有高熔点、低热导率、抗烧结等优异性能,是目前研究最为广泛且具有很高应用前景的高熵材料结构体系。烧绿石结构可以认为是一种有序缺陷萤石结构,因此本文将烧绿石结构归入萤石型系列。国内外高熵稀土萤石型氧化物结构体系可以分为四类:AO_(2)型、A_(2)B_(2)O_(7)型、A_(2)B_(2)O_(6)O′型、双相RE_(2)Zr_(2)O_(7)型,对各个结构体系的研究现状进行了综述,对高熵稀土萤石型氧化物的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 高熵陶瓷 烧绿石结构 萤石结构 热障涂层 双相结构
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先进烧结技术制备高熵陶瓷的研究进展
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作者 何金懋 赵国梁 +1 位作者 刘天伟 徐晨 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第1期32-45,共14页
高熵陶瓷作为近年来发现的新型材料,因其独特的结构和高熵效应,受到了广泛关注。由于高熵效应中的迟滞扩散效应,高熵陶瓷需要在较高温度下长时间保温才能充分致密,制备周期长、耗费能源大。随着先进烧结技术的发展,一些学者采用闪烧、... 高熵陶瓷作为近年来发现的新型材料,因其独特的结构和高熵效应,受到了广泛关注。由于高熵效应中的迟滞扩散效应,高熵陶瓷需要在较高温度下长时间保温才能充分致密,制备周期长、耗费能源大。随着先进烧结技术的发展,一些学者采用闪烧、放电等离子烧结和超快高温烧结等先进技术制备高熵陶瓷,在缩短烧结周期和降低烧结温度方面取得了较多成果。对先进烧结技术制备高熵陶瓷的研究进展进行了分析归纳,探讨了不同烧结技术的原理、特点、优势和发展前景,并对未来高熵陶瓷烧结方法的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 高熵陶瓷 先进烧结技术 闪烧 放电等离子烧结 超快高温烧结
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纳米高熵陶瓷涂层在超超临界1000 MW机组锅炉的防结焦耐腐蚀应用研究
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作者 马军 张国山 +8 位作者 高祥虎 葛长虎 姚小军 李明 鲁种伟 赵士杰 刘宝华 董猛 姬海民 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期28-36,共9页
针对某台超超临界1000MW机组燃用准东煤锅炉水冷壁出现的沾污结渣、高温腐蚀问题,基于锅炉的燃烧煤种特性、结焦状况以及腐蚀类型,开展了纳米高熵陶瓷涂层在锅炉后墙水冷壁燃尽风区域的工程验证试验。采用宏观检查、扫描电子显微镜(scan... 针对某台超超临界1000MW机组燃用准东煤锅炉水冷壁出现的沾污结渣、高温腐蚀问题,基于锅炉的燃烧煤种特性、结焦状况以及腐蚀类型,开展了纳米高熵陶瓷涂层在锅炉后墙水冷壁燃尽风区域的工程验证试验。采用宏观检查、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱、摩擦系数及表面能测试等方法,分析了纳米高熵陶瓷涂层的使用效果,揭示了纳米高熵陶瓷涂层的防沾污结渣、耐腐蚀机制。试验结果表明,涂层在锅炉运行11个月后完好,表面无明显结焦物、无明显腐蚀凹坑,管壁未发生明显减薄。纳米高熵陶瓷涂层能够较好地解决锅炉水冷壁沾污结渣以及高温腐蚀的问题,为燃用准东煤锅炉的安全运行提供保障。 展开更多
关键词 纳米高熵陶瓷涂层 锅炉 水冷壁 防沾污结渣 耐腐蚀
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高熵稀土非萤石型氧化物陶瓷研究进展
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作者 昝文宇 马北越 《耐火与石灰》 2024年第1期4-10,共7页
随着航空航天、机械、能源与军事领域的快速发展,高熵材料凭借其独特的优势已经成为当前材料研究领域的一大热点。针对目前传统的萤石型氧化物陶瓷材料在一些领域的应用限制,非萤石型氧化物陶瓷发挥其特有的优势,是目前在电、光、磁、... 随着航空航天、机械、能源与军事领域的快速发展,高熵材料凭借其独特的优势已经成为当前材料研究领域的一大热点。针对目前传统的萤石型氧化物陶瓷材料在一些领域的应用限制,非萤石型氧化物陶瓷发挥其特有的优势,是目前在电、光、磁、热等领域应用较为广泛的一类材料。本文综述近5年国内外高熵稀土非萤石型氧化物材料的研究现状,对新型高熵稀土非萤石型氧化物陶瓷进行了分类总结,并对其进行了展望。 展开更多
关键词 高熵材料 氧化物陶瓷 非萤石型氧化物陶瓷 研究进展
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高熵碳化物陶瓷第一性原理计算研究进展与展望
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作者 郑博远 吴一栋 惠希东 《智能安全》 2024年第2期87-95,共9页
过渡族难熔金属元素和碳组成的高熵碳化物陶瓷因具有优异的耐高温性能,在高熵材料领域引起了关注。由于涉及复杂的成分范围和服役环境,利用传统试错法研发高熵碳化物陶瓷周期长且成本高,而采用第一性原理计算方法可以准确高效地预测高... 过渡族难熔金属元素和碳组成的高熵碳化物陶瓷因具有优异的耐高温性能,在高熵材料领域引起了关注。由于涉及复杂的成分范围和服役环境,利用传统试错法研发高熵碳化物陶瓷周期长且成本高,而采用第一性原理计算方法可以准确高效地预测高熵碳化物陶瓷的相稳定性、弹性性能、电子结构和热力学等性质。本文对第一性原理计算方法进行了简述,并对第一性原理计算在高熵碳化物陶瓷研究中的应用成果进行了综述,最后展望了第一性原理计算在高熵碳化物陶瓷领域的发展方向。 展开更多
关键词 高熵碳化物陶瓷 第一性原理计算 相稳定性 弹性性能 热力学性质
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C/C复合材料高熵氧化物涂层抗烧蚀性能
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作者 郭凌翔 唐颖 +3 位作者 黄世伟 肖博澜 夏东浩 孙佳 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期61-70,I0001,I0002,共12页
新一代高超声速飞行器热端部件服役温度不断提高,对表面防护涂层的相稳定性和抗烧蚀性能提出了更高的要求。本工作针对传统过渡金属氧化物ZrO_(2)、HfO_(2)涂层开展高熵化设计,采用高温固相反应结合超音速大气等离子喷涂制备(Hf_(0.125)... 新一代高超声速飞行器热端部件服役温度不断提高,对表面防护涂层的相稳定性和抗烧蚀性能提出了更高的要求。本工作针对传统过渡金属氧化物ZrO_(2)、HfO_(2)涂层开展高熵化设计,采用高温固相反应结合超音速大气等离子喷涂制备(Hf_(0.125)Zr_(0.125)Sm_(0.25)Er_(0.25)Y_(0.25))O_(2-δ)(M1R3O)、(Hf_(0.2)Zr_(0.2)Sm_(0.2)Er_(0.2)Y_(0.2))O_(2-δ)(M2R3O)、(Hf_(0.25)Zr_(0.25)-Sm_(0.167)Er_(0.167)Y_(0.167))O_(2-δ)(M3R3O)三种高熵氧化物涂层,探究稀土组元含量对高熵氧化物涂层的相结构演变规律、相稳定性以及抗烧蚀性能的影响。M2R3O涂层和M3R3O涂层呈现优异的相稳定性和抗烧蚀性能,涂层经热流密度为2.38~2.40 MW/m^(2)的氧–乙炔焰烧蚀后仍保持物相结构稳定,未发生固溶体分解或析出稀土组元。其中M2R3O涂层循环烧蚀180 s后的质量烧蚀率与线烧蚀率分别为0.01 mg/s和–1.16μm/s,相比M1R3O涂层(0.09 mg/s、–1.34μm/s)以及M3R3O涂层(0.02 mg/s、–4.51μm/s),分别降低了88.9%、13.4%以及50.0%、74.3%,表现出最优异的抗烧蚀性能。M2R3O涂层的抗烧蚀性能优异归因于其兼具较高的熔点(>2200℃)和较低的热导率((1.07±0.09)W/(m•K)),使其有效防护内部的SiC过渡层以及C/C复合材料免受氧化损伤,避免了界面SiO_(2)相形成所导致的界面开裂。 展开更多
关键词 高熵陶瓷 过渡金属氧化物 热喷涂 热防护涂层 抗烧蚀 C/C复合材料
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Porous high entropy(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)B2: A novel strategy towards making ultrahigh temperature ceramics thermal insulating 被引量:18
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作者 Heng Chen Huimin Xiang +2 位作者 Fu-Zhi Dai Jiachen Liu Yanchun Zhou 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第10期2404-2408,共5页
Transition metal diborides based ultrahigh temperature ceramics(UHTCs) are characterized by high melting point, high strength and hardness, and high electrical and thermal conductivity. The high thermal conductivity a... Transition metal diborides based ultrahigh temperature ceramics(UHTCs) are characterized by high melting point, high strength and hardness, and high electrical and thermal conductivity. The high thermal conductivity arises from both electronic and phonon contributions. Thus electronic and phonon contributions must be controlled simultaneously in reducing the thermal conductivity of transition metal diborides. In high entropy(HE) materials, both electrons and phonons are scattered such that the thermal conductivity can significantly be reduced, which opens a new window to design novel insulating materials. Inspired by the high entropy effect, porous HE(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)B2 is designed in this work as a new thermal insulting ultrahigh temperature material and is synthesized by an in-situ thermal borocarbon reduction/partial sintering process. The porous HE(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)B2 possesses high porosity of 75.67%, pore size of 0.3–1.2 μm, homogeneous microstructure with small grain size of 400–800 nm, which results in low room temperature thermal diffusivity and thermal conductivity of 0.74 mm2 s^-1 and 0.51 W m^-1K^-1, respectively. In addition, it exhibits high compressive strength of3.93 MPa. The combination of these properties indicates that exploring porous high entropy ceramics such as porous HE(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)B2 is a novel strategy in making UHTCs thermal insulating. 展开更多
关键词 high entropy ceramics (Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2)B2 Transition metal DIBORIDES POROUS materials THERMAL insulating In-situ reaction/partial sintering
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Single-phase high-entropy intermetallic compounds(HEICs): bridging high-entropy alloys and ceramics 被引量:9
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作者 Naixie Zhou Sicong Jiang +3 位作者 Timothy Huang Mingde Qin Tao Hu Jian Luo 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第12期856-864,共9页
High-entropy intermetallic compounds(HEICs)were fabricated by mechanical alloying and spark plasma sintering to fill a knowledge gap between the traditional high-entropy alloys(HEAs)and emerging highentropy ceramics(H... High-entropy intermetallic compounds(HEICs)were fabricated by mechanical alloying and spark plasma sintering to fill a knowledge gap between the traditional high-entropy alloys(HEAs)and emerging highentropy ceramics(HECs).Notably,several four-or five-component equimolar aluminides,such as the B2-phase(Fe1/5 Co1/5 Ni1/5 Mn1/5 Cu1/5)Al,have been made into single-phase HEICs for the first time.Thermodynamic modeling and a reversible,temperature-dependent,phase-stability experiment suggest that such B2-phase HEICs are entropy-stabilized phases.The structure of these HEICs resembles that of HECs with high-entropy mixing of fo ur or five elements of nearly equal fractions in one and only one sublattice,but with significant(10%)anti-site defects(differing from typical HECs).A new phase stability rule for forming single B2-phase HEICs is proposed.Five additional HEICs of predominantly D022 phases have also been made.This study broadens the families of equimola r,single-phase,high-entropy materials that have been successfully fabricated. 展开更多
关键词 high-entropy INTERMETALLIC compound Aluminide Phase stability high-entropy alloy high-entropy ceramIC
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高熵陶瓷材料性能及形成机制的研究进展
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作者 刘国承 孙明 +3 位作者 华林 周凌云 刘阳 夏宏伟 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1902-1913,共12页
作为一类新型陶瓷材料体系,高熵陶瓷(HECs)具有丰富的组成和结构特征,成为当前的研究热点。高熵陶瓷内部晶格畸变严重,通过增加声子散射,可显著降低材料的热导率;通过固溶强化作用,可提升材料的力学性能。此外,均匀的多金属阳离子活性... 作为一类新型陶瓷材料体系,高熵陶瓷(HECs)具有丰富的组成和结构特征,成为当前的研究热点。高熵陶瓷内部晶格畸变严重,通过增加声子散射,可显著降低材料的热导率;通过固溶强化作用,可提升材料的力学性能。此外,均匀的多金属阳离子活性位点分布、稳定的高构型熵和化学无序性可以改善高熵陶瓷的催化性能和电性能。本文综述了高熵陶瓷的性能、形成机制和应用前景,并对高熵陶瓷未来的研究与发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 陶瓷材料 高熵陶瓷 材料性能
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面向先进热障涂层的陶瓷材料研究进展
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作者 耿洪滨 宋艺 +3 位作者 张晓东 梁逸帆 王昊 王铀 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第20期20-35,共16页
热障涂层利用陶瓷层的隔热性和抗腐蚀性可以有效保护航空发动机或陆用燃气轮机中热端部件的合金基体。然而,不断追求更高的服役温度会导致表面涂层的降解、分层和过早失效。为了满足未来先进热障涂层系统的服役需求,必须开发新的陶瓷材... 热障涂层利用陶瓷层的隔热性和抗腐蚀性可以有效保护航空发动机或陆用燃气轮机中热端部件的合金基体。然而,不断追求更高的服役温度会导致表面涂层的降解、分层和过早失效。为了满足未来先进热障涂层系统的服役需求,必须开发新的陶瓷材料。本文综述了近年来先进热障涂层陶瓷材料的研究进展,包括氧化钇部分稳定氧化锆(Yttria partially stabilized zirconia,YSZ)、A_(2)B_(2)O_(7)型化合物、稀土钽酸盐、稀土磷酸盐、高熵稀土陶瓷材料、磁铅石型六铝酸盐氧化物和自愈合材料,分别归纳了它们的性质和性能,总结各种材料现阶段发展的优势和不足,最后展望了热障涂层材料的发展方向,为开发新的热障涂层提供指导。 展开更多
关键词 热障涂层(TBC) 陶瓷材料 氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ) 稀土钽酸盐 高熵稀土陶瓷材料
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热障涂层潜在高熵陶瓷材料的研究进展
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作者 董会 郭鹏飞 白如雪 《石油管材与仪器》 2023年第3期8-15,共8页
提升高温腐蚀部件的隔热耐蚀性对提高石油化工设备的使用寿命有重要意义。热障涂层是提升高温部件隔热耐蚀性能的关键技术。现役热障涂层陶瓷层材料已达到高温服役极限,急需能够耐极限高温的陶瓷材料。作为近些年开发的高稳定材料,高熵... 提升高温腐蚀部件的隔热耐蚀性对提高石油化工设备的使用寿命有重要意义。热障涂层是提升高温部件隔热耐蚀性能的关键技术。现役热障涂层陶瓷层材料已达到高温服役极限,急需能够耐极限高温的陶瓷材料。作为近些年开发的高稳定材料,高熵陶瓷具有高温稳定性、低热导率等优点,是替换现有陶瓷涂层材料的潜在材料之一。综述了高熵碳化物陶瓷、高熵硼化物陶瓷、高熵氧化物陶瓷、高熵氮化物陶瓷以及高熵稀土系列陶瓷的研究现状。分别从制备方法以及相应的物理化学性质和晶体结构等方面介绍了各种高熵陶瓷的力学性能和物理化学性能。同时指出,对新型的高熵陶瓷材料,通过寻求更加合理的摩尔配比和精准的元素搭配来优化高熵系统对提升高熵陶瓷材料的耐高温性、高温稳定性和抗氧化性具有指导意义,有望作为未来新型热障涂层材料。最后展望了高熵陶瓷的发展方向。 展开更多
关键词 高熵陶瓷 高熵碳化物 高熵氧化物 高熵硼化物 热障涂层
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