在一个热力学系统中,熵是系统混乱程度的量度,体系混乱程度越高,熵越大。
系统因其内部构型的无序所产生的熵叫作构型熵。材料的组成成分越多,各组分所占的摩尔数越接近,材料的构型熵越大。根据材料构型熵的大小可将材料分为低熵、中熵和高熵材料。
高熵陶瓷一般是指由五种或五种以上金属元素和一种非金属元素组成的具有简单晶体结构(如体心立方BCC、面心立方FCC和密排六方HCP)的新型陶瓷材料。
按照化学成分分类,可以分为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体结构进行分类,如岩盐型结构、萤石型结构、钙钛矿型结构、尖晶石型结构高熵陶瓷等。非氧化物高熵陶瓷按照成分分类,包括碳化物、硼化物、氮化物和硅化物高熵陶瓷等。
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近年来,高熵材料(High-entropy materials)因具有特殊的性质而备受关注。这类材料通常是由多个组元以等比例或近等比例的方式相互固溶而形成,具有不同于传统材料的结构特征和性能特点,有望在航空航天、新能源电子器件、核能应用等领域得到广泛应用。
作为陶瓷界的新星,高熵陶瓷成分复杂且研究体系庞大,这给材料设计和制备带来了巨大的挑战。与此同时,它还具有组分调节空间巨大、熵效应独特以及材料性能可调控等优点,是材料领域中一个尚待开采的富矿。
福斯曼德州工厂主要生产超高温陶瓷粉体,高熵陶瓷材料是其中一种,可生产纳米级别、亚微米级别、微米级别等不同粒度的产品,已经实现工业化生产的产品是 - 200 mesh、- 300 mesh、- 400 mesh,都可以吨位级提供。也可根据需求调整生产工艺控制高熵陶瓷粉的粒度大小和分布宽窄,粒度接受客户定制。标准包装规格是2 kg,25 kg,可以按照客户投料数量定制包装规格。
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室使用福斯曼的陶瓷原材料制备出了微观结构可控、性能优异的高熵超高温陶瓷隔热材料。
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图| 4208002钼钛碳化铝Mo2TiAlC2 - 400 mesh
图| 高熵陶瓷产品包装