中國粉體網(wǎng)訊  A₂B₂O₇型高熵陶瓷組分具有可調(diào)空間大、氧空位濃度高等特性,，在新型熱防護涂層用陶瓷材料中有較強的競爭優(yōu)勢,。該類型高熵陶瓷可分別或同時在A位和B位兩個位點進行高熵化組分調(diào)控,，使其晶胞中存在嚴(yán)重晶格畸變,，表現(xiàn)出較高的質(zhì)量無序度,、離子尺寸無序度和電荷無序度,。這些特殊效應(yīng)能夠顯著提升材料綜合性能，使其展現(xiàn)出優(yōu)異的耐熔鹽腐蝕性能,、高溫相穩(wěn)定性和機械性能等,。 

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所先進潤滑與防護材料研發(fā)中心磨損與表面工程課題組針對航空航天用高性能熱防護陶瓷材料開展了系統(tǒng)研究工作�,？蒲腥藛T研究了高熵陶瓷材料的高熵構(gòu)型與其熱物理性能之間的構(gòu)效關(guān)系,，分析了陶瓷材料質(zhì)量無序度、離子尺寸無序度和電荷無序度等材料結(jié)構(gòu)特征對其熱導(dǎo)率,、熱膨脹系數(shù)和耐熔鹽腐蝕性等的影響,，揭示了高熵構(gòu)型效應(yīng)對材料熱物理特性改善提升的內(nèi)在機理。 

研究在傳統(tǒng)組分La₂Ce₂O₇陶瓷材料體系中,，利用三價稀土元素,，對La₂Ce₂O₇陶瓷材料的A位進行組分高熵化設(shè)計，制備出(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Eu_0.2Gd_0.2)2Ce₂O₇高熵陶瓷材料,，闡釋了材料高熵構(gòu)型及特殊效應(yīng)與其熱物理性能之間的構(gòu)效關(guān)系,，繼而為高熵陶瓷TBCs材料熱物理性能的改善提升提供了新策略和新方法。相關(guān)成果發(fā)表在《先進陶瓷》（Journal of Advanced Ceramics）上,。 

近期,，研究人員通過系統(tǒng)考察(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Eu_0.2Gd_0.2)₂Ce₂O₇和(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Nb_0.2Gd_0.2)₂Ce₂O₇兩種高熵鈰酸鹽陶瓷材料在不同腐蝕性介質(zhì)中（Na₂SO₄+V₂O₅）的熔鹽腐蝕行為，探究了上述高熵陶瓷內(nèi)在特殊效應(yīng)對熔鹽腐蝕行為的影響,，分析了腐蝕過程中高熵陶瓷材料的結(jié)構(gòu)演變過程,，從微觀層面揭示了腐蝕介質(zhì)對高熵鈰酸鹽陶瓷材料的腐蝕作用機理，尤其是Nb元素的引入對(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Eu_0.2Gd_0.2)₂Ce₂O₇耐腐蝕性能改善提升的作用機制,。相關(guān)成果發(fā)表在《腐蝕科學(xué)》（Corrosion Science）和《化學(xué)工程雜志》（Chemical Engineering Journal）上,，并獲中國發(fā)明專利授權(quán)1項（一種抗熔鹽腐蝕的高熵氧化物陶瓷材料及其制備方法）,。 

研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中科院青年創(chuàng)新促進會等的支持,。 

圖1.(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Eu_0.2Gd_0.2)₂Ce₂O₇結(jié)構(gòu)示意圖和熱性能對比圖

圖2.(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Eu_0.2Gd_0.2)₂Ce₂O₇和La₂Ce₂O₇腐蝕深度和腐蝕機理示意圖 

圖3.(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Eu_0.2Gd_0.2)₂Ce₂O₇和(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Nb_0.2Gd_0.2)₂Ce₂O₇高熵陶瓷與高溫熔鹽腐蝕介質(zhì)吸附作用的DFT計算 

圖4.(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Eu_0.2Gd_0.2)₂Ce₂O₇和(La_0.2Nd_0.2Sm_0.2Nb_0.2Gd_0.2)₂Ce₂O₇高熵陶瓷的高溫熔鹽腐蝕機理示意圖 

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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