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制備兼具優異力學強度及隔熱屬性的多孔陶瓷材料一直是科學家追求的目標。然而，這兩種屬性在一定程度上是相互制約的。通過降低多孔陶瓷的相對密度，可顯著提高材料的隔熱性能，但這往往會導致材料力學強度的大幅下降。同時，傳統多孔陶瓷材料耐溫普遍低于1500攝氏度，高溫服役過程中常面臨體積收縮、力學性能衰減等問題，無法滿足日益嚴苛的服役需求。

針對上述問題，研究團隊制備出了高熵多孔硼化物陶瓷材料。該材料的優異性能源于“三大法寶”，即微觀尺度上構筑的超細孔、納米尺度上強晶間界面結合，以及原子尺度上嚴重晶格畸變。

論文共同通訊作者褚衍輝表示，在微米尺度上，團隊通過超高溫快速合成技術在數十秒內完成燒結，抑制晶粒生長，進而在材料內構筑均勻分布的亞微米級超細孔隙；在納米尺度上，團隊通過進一步固溶反應，建立晶粒之間強界面結合；在原子尺度上，團隊通過引入嚴重晶格畸變，提高晶格內部的應力場和質量場波動，提高硼化物的本征力學強度。

該高熵多孔陶瓷材料在航空航天、能源化工領域具有廣闊的應用前景。

相關論文信息：

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