2020 CAC广州国际先进陶瓷展览会
什么是高熵陶瓷?
在一个(ge)热力学(xue)系(xi)统(tong)中,熵(shang)是系(xi)统(tong)混(hun)乱程(cheng)度的量度,体系(xi)混(hun)乱程(cheng)度越高,熵(shang)越大。
“高熵(shang)”的概念(nian)最(zui)初由高熵(shang)合(he)金(jin)(jin)而(er)来(lai),高熵(shang)合(he)金(jin)(jin)(High-Entropy Alloys, HEA)是指含(han)有五(wu)种(zhong)或五(wu)种(zhong)以(yi)上金(jin)(jin)属元(yuan)(yuan)(yuan)素的合(he)金(jin)(jin),每(mei)种(zhong)元(yuan)(yuan)(yuan)素的原子含(han)量在5-35%之间(jian),所以(yi)也称为多(duo)主元(yuan)(yuan)(yuan)合(he)金(jin)(jin)。
与高(gao)熵合金类似,高(gao)熵陶(tao)瓷(High-Entropy Ceramics, HEC)一(yi)般是指由五种或五种以上金属(shu)元素和一(yi)种非金属(shu)元素组(zu)成的具有简单晶(jing)体(ti)结构(如体(ti)心(xin)立(li)方(fang)BCC、面心(xin)立(li)方(fang)FCC和密排六方(fang)HCP)的陶(tao)瓷材(cai)料(liao)。
高熵陶瓷是如何发展起来(lai)的?
继高(gao)熵合金(jin)后,材(cai)料科学家又成(cheng)功开(kai)发(fa)(fa)出(chu)高(gao)熵陶(tao)(tao)瓷,这是一种全新的(de)陶(tao)(tao)瓷材(cai)料,与(yu)传(chuan)统陶(tao)(tao)瓷相比(bi),高(gao)熵陶(tao)(tao)瓷具有一系(xi)列优异(yi)的(de)性能(neng),其(qi)(qi)应(ying)用(yong)(yong)前(qian)景非常广阔。高(gao)熵的(de)概念自2004年提出(chu),随后用(yong)(yong)于(yu)开(kai)发(fa)(fa)各种金(jin)属及其(qi)(qi)他材(cai)料,高(gao)熵陶(tao)(tao)瓷于(yu)2015年成(cheng)功开(kai)发(fa)(fa)并迅速发(fa)(fa)展(zhan)起来(lai),相应(ying)的(de)科学研究(jiu)也(ye)成(cheng)为热(re)点(dian)。
高熵(shang)陶瓷的(de)研究(jiu)现(xian)状如何?
一(yi)般认为,因(yin)为高熵(shang)材料晶胞中含有多种随机分布的(de)元素,使得其具有较高的(de)熵(shang)值(zhi)并(bing)增(zeng)加其结构稳定性(xing)。已有研(yan)究(jiu)指出,高熵(shang)合金具有优异的(de)力学(xue)性(xing)能(neng)、热物理性(xing)能(neng)、抗辐照性(xing)能(neng)和耐(nai)腐蚀性(xing)能(neng)等,但对高熵(shang)陶(tao)瓷(ci)的(de)研(yan)究(jiu)还(hai)主要停(ting)留在材料的(de)合成阶(jie)段,缺乏对高熵(shang)陶(tao)瓷(ci)的(de)性(xing)能(neng)研(yan)究(jiu)。
高(gao)熵陶瓷有什么发(fa)展前(qian)景?
高(gao)(gao)熵陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)是最近出(chu)现(xian)的(de)一种新型陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci),该种陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)出(chu)现(xian)丰富了陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)体系(xi)。20世纪90年(nian)代(dai)末中国台湾清华大(da)(da)学(xue)叶均(jun)蔚教授(shou)提出(chu)了高(gao)(gao)熵的(de)概念,并(bing)将其(qi)定义为元素种类≥5,没有(you)主(zhu)导(dao)元素,并(bing)且(qie)所有(you)元素的(de)含量在5%-35%之(zhi)间。高(gao)(gao)熵陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)粉体经过(guo)烧结可获得(de)稳定的(de)固溶相(xiang)。到目前为止,人们(men)关于(yu)高(gao)(gao)熵的(de)研(yan)(yan)究主(zhu)要(yao)集(ji)中在合金(jin)领域,对于(yu)高(gao)(gao)熵陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)研(yan)(yan)究较(jiao)少(shao),而高(gao)(gao)熵陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)具有(you)高(gao)(gao)热导(dao),高(gao)(gao)熔点(dian),较(jiao)好(hao)的(de)耐蚀性,良好(hao)的(de)生物相(xiang)容性以及良好(hao)的(de)电(dian)化学(xue)性能等,在超高(gao)(gao)温、生物医(yi)学(xue)和(he)能源等领域具有(you)较(jiao)大(da)(da)发展潜力。
2020 CAC广州国际(ji)先进陶瓷(ci)组(zu)委会 整(zheng)理