2020 CAC廣州國際先進陶瓷展覽會
什么是高熵陶瓷?
在(zai)一個(ge)熱(re)力學系統中,熵是系統混亂程度的(de)量度,體系混亂程度越(yue)(yue)高(gao),熵越(yue)(yue)大(da)。
“高(gao)熵(shang)”的(de)概(gai)念最初由高(gao)熵(shang)合(he)金而(er)來,高(gao)熵(shang)合(he)金(High-Entropy Alloys, HEA)是(shi)指(zhi)含有五(wu)種(zhong)或五(wu)種(zhong)以(yi)上金屬元(yuan)素(su)的(de)合(he)金,每(mei)種(zhong)元(yuan)素(su)的(de)原子含量(liang)在5-35%之間,所以(yi)也稱(cheng)為多主元(yuan)合(he)金。
與高熵合金(jin)類似,高熵陶瓷(High-Entropy Ceramics, HEC)一般(ban)是指(zhi)由五(wu)種(zhong)或五(wu)種(zhong)以(yi)上金(jin)屬(shu)元素和一種(zhong)非(fei)金(jin)屬(shu)元素組成的(de)具(ju)有(you)簡單晶體(ti)(ti)結構(如體(ti)(ti)心立方(fang)BCC、面心立方(fang)FCC和密排六方(fang)HCP)的(de)陶瓷材料。
高熵陶(tao)瓷是如何發展起來的?
繼高熵(shang)合金(jin)后,材料(liao)科學家又成(cheng)功開發出高熵(shang)陶瓷(ci),這是一(yi)(yi)種全新的陶瓷(ci)材料(liao),與傳統陶瓷(ci)相比,高熵(shang)陶瓷(ci)具(ju)有一(yi)(yi)系列(lie)優異的性能,其應用前景非常廣闊(kuo)。高熵(shang)的概念(nian)自2004年提(ti)出,隨后用于開發各種金(jin)屬及其他材料(liao),高熵(shang)陶瓷(ci)于2015年成(cheng)功開發并迅速(su)發展起(qi)來,相應的科學研究也成(cheng)為熱點。
高熵(shang)陶瓷的研究現狀如(ru)何?
一般認為,因為高(gao)熵(shang)(shang)材料晶胞中含有(you)多(duo)種(zhong)隨機(ji)分布的元素,使(shi)得其(qi)具有(you)較高(gao)的熵(shang)(shang)值并增加其(qi)結構穩定性(xing)。已有(you)研(yan)究(jiu)指出(chu),高(gao)熵(shang)(shang)合(he)金具有(you)優異的力學性(xing)能(neng)(neng)、熱物理(li)性(xing)能(neng)(neng)、抗輻(fu)照(zhao)性(xing)能(neng)(neng)和耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)等(deng),但(dan)對(dui)高(gao)熵(shang)(shang)陶(tao)瓷的研(yan)究(jiu)還主要停留(liu)在材料的合(he)成階段,缺乏對(dui)高(gao)熵(shang)(shang)陶(tao)瓷的性(xing)能(neng)(neng)研(yan)究(jiu)。
高熵陶瓷有什么發展前(qian)景(jing)?
高(gao)熵陶瓷(ci)(ci)是最近出(chu)現的(de)(de)(de)一種(zhong)新(xin)型陶瓷(ci)(ci),該種(zhong)陶瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)出(chu)現豐富(fu)了陶瓷(ci)(ci)體(ti)系。20世(shi)紀(ji)90年代(dai)末中國臺灣清華大(da)學葉均蔚教授提出(chu)了高(gao)熵的(de)(de)(de)概念,并將其定(ding)義(yi)為元素種(zhong)類≥5,沒有(you)(you)主(zhu)導元素,并且所有(you)(you)元素的(de)(de)(de)含量(liang)在(zai)(zai)5%-35%之間。高(gao)熵陶瓷(ci)(ci)粉體(ti)經過燒結可獲得穩定(ding)的(de)(de)(de)固溶相(xiang)。到目前為止,人(ren)們(men)關于(yu)高(gao)熵的(de)(de)(de)研(yan)究主(zhu)要集(ji)中在(zai)(zai)合金(jin)領(ling)域(yu),對于(yu)高(gao)熵陶瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)研(yan)究較少,而高(gao)熵陶瓷(ci)(ci)具(ju)(ju)有(you)(you)高(gao)熱導,高(gao)熔點,較好(hao)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing),良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)生物相(xiang)容性(xing)以及良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)電化(hua)學性(xing)能等,在(zai)(zai)超高(gao)溫、生物醫學和能源等領(ling)域(yu)具(ju)(ju)有(you)(you)較大(da)發展潛力。
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