在一個熱力學(xué)系統(tǒng)中,熵是系統(tǒng)混亂程度的量度,體系混亂程度越高,熵越大。
系統(tǒng)因其內(nèi)部構(gòu)型的無序所產(chǎn)生的熵叫作構(gòu)型熵。材料的組成成分越多,各組分所占的摩爾數(shù)越接近,材料的構(gòu)型熵越大。根據(jù)材料構(gòu)型熵的大小可將材料分為低熵、中熵和高熵材料。
高熵陶瓷一般是指由五種或五種以上金屬元素和一種非金屬元素組成的具有簡單晶體結(jié)構(gòu)(如體心立方BCC、面心立方FCC和密排六方HCP)的新型陶瓷材料。
按照化學(xué)成分分類,可以分為氧化物高熵陶瓷和非氧化物高熵陶瓷。氧化物高熵陶瓷可以按照晶體結(jié)構(gòu)進行分類,如巖鹽型結(jié)構(gòu)、螢石型結(jié)構(gòu)、鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)、尖晶石型結(jié)構(gòu)高熵陶瓷等。非氧化物高熵陶瓷按照成分分類,包括碳化物、硼化物、氮化物和硅化物高熵陶瓷等。
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近年來,高熵材料(High-entropy materials)因具有特殊的性質(zhì)而備受關(guān)注。這類材料通常是由多個組元以等比例或近等比例的方式相互固溶而形成,具有不同于傳統(tǒng)材料的結(jié)構(gòu)特征和性能特點,有望在航空航天、新能源電子器件、核能應(yīng)用等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
作為陶瓷界的新星,高熵陶瓷成分復(fù)雜且研究體系龐大,這給材料設(shè)計和制備帶來了巨大的挑戰(zhàn)。與此同時,它還具有組分調(diào)節(jié)空間巨大、熵效應(yīng)獨特以及材料性能可調(diào)控等優(yōu)點,是材料領(lǐng)域中一個尚待開采的富礦。
福斯曼德州工廠主要生產(chǎn)超高溫陶瓷粉體,高熵陶瓷材料是其中一種,可生產(chǎn)納米級別、亞微米級別、微米級別等不同粒度的產(chǎn)品,已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品是 - 200 mesh、- 300 mesh、- 400 mesh,都可以噸位級提供。也可根據(jù)需求調(diào)整生產(chǎn)工藝控制高熵陶瓷粉的粒度大小和分布寬窄,粒度接受客戶定制。標準包裝規(guī)格是2 kg,25 kg,可以按照客戶投料數(shù)量定制包裝規(guī)格。
中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家實驗室使用福斯曼的陶瓷原材料制備出了微觀結(jié)構(gòu)可控、性能優(yōu)異的高熵超高溫陶瓷隔熱材料。
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圖| 4208002鉬鈦碳化鋁Mo2TiAlC2 - 400 mesh
圖| 高熵陶瓷產(chǎn)品包裝