隔熱材料是高超聲速飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)（TPS）的重要組成部分。近年來(lái)，高熵陶瓷因其由多組分和扭曲晶格引起的聲子散射而具有較低的熱導(dǎo)率，在隔熱領(lǐng)域引起了極大的關(guān)注。在可用的各種選擇中，多孔高熵碳化物（PHEC）陶瓷因其固有特性（例如高熔點(diǎn)、優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性、低密度和優(yōu)異的隔熱性能）已成為T(mén)PS的有希望的候選材料。

圖片來(lái)源：期刊《Advanced Ceramics》

通常，多孔高熵碳化物陶瓷是使用各種方法制造的，例如模板法、直接發(fā)泡法和部分燒結(jié)法。為了合成這些陶瓷，通常使用金屬碳化物或氧化物作為起始材料，采用固態(tài)方法。這需要大量的研磨來(lái)分散各種成分，并需要極高的加工溫度來(lái)加速原子的擴(kuò)散。

但該方法能耗大，球磨過(guò)程中會(huì)引入雜質(zhì)，破壞化學(xué)計(jì)量，影響構(gòu)型熵；高溫?zé)Y(jié)導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大，納米孔隙消失，難以調(diào)控PHEC陶瓷的孔隙率和孔結(jié)構(gòu)；此外，該固相法還限制了高熵碳化物的成型和加工。

據(jù)外媒報(bào)道，近日，陜西科技大學(xué)（Shaanxi University of Science and Technology）歐陽(yáng)海波教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了自發(fā)泡法制備多孔（Ta0.2Nb0.2Ti0.2Zr0.2Hf0.2）C高熵陶瓷及其微觀結(jié)構(gòu)、抗壓強(qiáng)度和熱導(dǎo)率。

該工作不僅解釋了多孔（Ta0.2Nb0.2Ti0.2Zr0.2Hf0.2）C高熵陶瓷獨(dú)特的分級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的抗壓、隔熱性能的形成機(jī)理，而且提供了一種經(jīng)濟(jì)、便捷的制備多孔超高溫陶瓷的策略。

研究團(tuán)隊(duì)在期刊《Advanced Ceramics》上發(fā)表了相關(guān)研究成果。“在本報(bào)告中，我們以市售的金屬氯化物和糠醇為前體，采用自發(fā)泡法合成了多孔（Ta0.2Nb0.2Ti0.2Zr0.2Hf0.2）C高熵陶瓷。這種方法的靈感來(lái)自于FA的自發(fā)泡行為?！?/p>

陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授歐陽(yáng)海波介紹說(shuō)：“以金屬氯化物為催化劑，通過(guò)氟化石墨自縮合，可以制備出含有鈦、鋯、鉭、鈮、鉿等元素的聚合物泡沫，再通過(guò)熱解和碳熱還原過(guò)程，將泡沫聚合物轉(zhuǎn)化為多孔陶瓷?！?/strong>

“PHEC陶瓷由2μm大小的微球構(gòu)成，孔隙率高達(dá)91.3%，且具有相互連通的框架。這些微球由高熵碳化物顆粒（20納米）組成，導(dǎo)致PHEC陶瓷中存在豐富的界面和納米級(jí)孔隙。由于其獨(dú)特的分級(jí)結(jié)構(gòu)，制備的PHEC陶瓷具有出色的抗壓強(qiáng)度（28.1±2 MPa）和室溫下極低的熱導(dǎo)率（0.046 W·m?1·K?1）。這使其成為超高溫應(yīng)用中有前途的隔熱材料，”歐陽(yáng)教授表示。

然而，目前仍需要進(jìn)一步研究以探索多孔（Ta0.2Nb0.2Ti0.2Zr0.2Hf0.2）C高熵陶瓷作為新型隔熱材料的抗氧化性。