
發布
注冊
/
登錄高熵陶瓷
關注創建者:匿名 創建時間:2026-01-04

高熵陶瓷的實例教程
來源 | 材料科學與工程
超高溫陶瓷硼化物憑借高熔點、高硬度、高模量以及優異的化學惰性常被用做碳/碳復合材料(C/C)的抗燒蝕涂層以提高C/C復合材料在高溫含氧環境中的抗燒蝕性能。然而,單組元的超高溫陶瓷硼化物在燒蝕的過程中會形成一層疏松多孔的氧化層,氧化層受到高溫高速氣流的沖刷以及在服役溫度頻繁交變的情況下會發生開裂,不利于涂層的長時穩定服役。
如何改善氧化層的高溫穩定性是提高抗燒蝕涂層性能、延長服役壽命的關鍵因素。到目前為止,大量的研究表明,高熵陶瓷氧化物相比單組元的氧化物具有更加優異的力學性能、熱力學穩定性以及熱物理性能。若通過成分的設計使超高溫陶瓷涂層能夠在超高溫燒蝕的過程中原位形成高熵陶瓷氧化物層,將有效改善單組元氧化物層力學性能不足、易相變以及高溫服役穩定性差的問題,成為一種潛在的提高涂層抗燒蝕性能的有效途徑。
近日,西北工業大學孫佳副教授團隊通過成分調控設計出一種由(Hf
0.5Zr
0.5)B
2-SmB
6-ErB
4-YB
6組成的多元復相硼化物(HZRB),利用超音速等離子噴涂技術在C/C復合材料表面制備HZRB陶瓷涂層。通過研究HZRB涂層的高溫燒蝕過程發現,利用硼化物高溫燒蝕過程中的自發氧化反應,HZRB涂層存在高溫燒蝕服役過程中高熵氧化物(Hf
0.2Zr
0.2Sm
0.2Er
0.2Y
0.2)O
2-δ的原位合成現象,并通過第一性原理計算揭示出高熵氧化物的形成機理。
展開 
高熵陶瓷的相關專題、標簽、搜索
高熵陶瓷的最新內容
到目前為止,大量的研究表明,高熵陶瓷氧化物相比單組元的氧化物具有更加優異的力學性能、熱力學穩定性以及熱物理性能。若通過成分的設計使超高溫陶瓷涂層能夠在超高溫燒蝕的過程中原位形成高熵陶瓷氧化物層,將有效改善單組元氧化物層力學性能不足、易相變以及高溫服役穩定性差的問題,成為一種潛在的提高涂層抗燒蝕性能的有效途徑。
本研究探討了鋁硅合金用作高溫相變儲熱材料的循環穩定性,觀測了不同循環次數下微觀組織形貌的變化,得到了儲熱與傳熱性能的演變機制;揭示了熔融鋁硅合金與工程陶瓷材料的高溫腐蝕機理,找到了以Al2O3、AlN和SiC為代表的安全封裝材料。該研究成果為以鋁硅合金為基礎的儲熱單元封裝及其在太陽能熱發電、高溫余熱回收系統的應用打下了基礎。
第一天 下午
LAMMPS進階
(石墨烯、金屬材料模擬專題)
2 LAMMPS進階實例操作,理解模擬對象的物理意義——從簡單例子走向文獻模型,舉一反三提高學習效率
: 實例操作:
2.1 把剪切模型轉換成拉伸模型
2.2 lattice命令石墨烯、金屬、合金、高熵合金不同形狀模型
2.3 石墨烯(不同力場)、金屬、合金、高熵合金等拉伸剪切力學性質模擬
高熵非晶合金等新種類合金材料的成分設計、材料基因組設計、多材料功能梯度結構、超材料結構、仿生材料及其結構、具有電磁屏蔽功能的復合材料結構、材料結構功能一體化設計、3D打印納米結構、軸向立體光刻打印、4D打印智能材料、活體細胞打印、極端環境下的增材制造及應用等創新型、交叉性技術研究進展明顯。
2003年,被國際科學資訊(ISI)評為材料科學領域世界高引用科學家,并當選世界科技聯席組織院士會員。近三十余年來,劉錦川院士一直致力于加強中美的學術交流與技術合作,特別是推進在高溫結構材料、高熵合金、塊狀非晶及高性能鈦合金設計與制造等尖端領域的科學研究,為中國科學家在相關課題與領域的研究迅速進入國際先進水平做出了突出貢獻。
液態離子導體,包括室溫離子液體和溶解在極性溶劑中的離子鹽,一般具有較高的離子導電性,但存在泄漏風險。固態離子導體主要是陶瓷化合物,如離子晶體,它們很脆,在室溫下顯示低離子導電性。而生物體內的離子導體,以準固態為主,受益于固態大分子網絡和液態電解質的結合,如肌肉和皮膚,在復雜環境中具有高度的靈活性和耐久性。
劉錦川院士:現任香港城市大學杰出教授,美國工程院院士,中國工程院外籍院士,美國橡樹嶺國家研究院資深院士,美國橡樹嶺國家實驗室金屬與陶瓷部合金行為與設計組前組長。劉錦川院士主要從事材料科學與工程和先進金屬材料的研究工作,在金屬間化合物、高熵合金、貴金屬合金設計、大塊金屬玻璃材料、鈦合金和增材制造等領域均做出了開創性的貢獻, 是國際材料界具有重要影響的杰出科學家。
目前,該機型投入使用2年多,已面向多家科研用戶完成了CoCrMo-316L、梯度高熵合金、Inconel718-316L等梯度功能材料的工藝開發,制備FGM零件20余件、材料表征樣品300余件。
△SLA光固化+直寫式(Hybrid)多材料3D打印系統
基于3DCERAM設備高度開放的軟件系統和光固化打印技術廣泛的適用性,目前可打印的材質已不限于常規的氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷,山東大學等相關單位開始利用光固化技術制備鐵氧體材料、高熵合金、高溫合金等,當然也包括在參與的3D打印制備燃料電池項目計劃中的陶瓷/金屬復合光固化3D打印。
燃料電池的理想效率為
其中:ΔH 是焓變,ΔS 是熵變。可用的Gibbs 自由能ΔG 等于焓值的變化ΔH 與TΔS 之差,TΔS 表示系統內熵值的變化導致的不可用能量。
用于計算的標準狀態熱力學數據 (25℃, 101.3 kPa)見表5。