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制備兼具優(yōu)異力學(xué)強(qiáng)度及隔熱屬性的多孔陶瓷材料一直是科學(xué)家追求的目標(biāo)。然而，這兩種屬性在一定程度上是相互制約的。通過(guò)降低多孔陶瓷的相對(duì)密度，可顯著提高材料的隔熱性能，但這往往會(huì)導(dǎo)致材料力學(xué)強(qiáng)度的大幅下降。同時(shí)，傳統(tǒng)多孔陶瓷材料耐溫普遍低于1500攝氏度，高溫服役過(guò)程中常面臨體積收縮、力學(xué)性能衰減等問(wèn)題，無(wú)法滿足日益嚴(yán)苛的服役需求。

針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)制備出了高熵多孔硼化物陶瓷材料。該材料的優(yōu)異性能源于“三大法寶”，即微觀尺度上構(gòu)筑的超細(xì)孔、納米尺度上強(qiáng)晶間界面結(jié)合，以及原子尺度上嚴(yán)重晶格畸變。

論文共同通訊作者褚衍輝表示，在微米尺度上，團(tuán)隊(duì)通過(guò)超高溫快速合成技術(shù)在數(shù)十秒內(nèi)完成燒結(jié)，抑制晶粒生長(zhǎng)，進(jìn)而在材料內(nèi)構(gòu)筑均勻分布的亞微米級(jí)超細(xì)孔隙；在納米尺度上，團(tuán)隊(duì)通過(guò)進(jìn)一步固溶反應(yīng)，建立晶粒之間強(qiáng)界面結(jié)合；在原子尺度上，團(tuán)隊(duì)通過(guò)引入嚴(yán)重晶格畸變，提高晶格內(nèi)部的應(yīng)力場(chǎng)和質(zhì)量場(chǎng)波動(dòng)，提高硼化物的本征力學(xué)強(qiáng)度。

該高熵多孔陶瓷材料在航空航天、能源化工領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1002/adma.202311870