華南理工大學(xué)材料科學(xué)?工程學(xué)院の褚衍輝氏の研究チームはマルチスケール構(gòu)造設(shè)計(jì)により、超高強(qiáng)度と高斷熱性を兼ね備えたハイエントロピー多孔質(zhì)ホウ化物セラミック材料の作成に成功した。同材料はさらに2000℃の高溫における安定性を示した。関連する研究成果はこのほど、國(guó)際的な學(xué)術(shù)誌「アドバンスド?マテリアルズ」に掲載された?？萍既?qǐng)?bào)が伝えた。

褚氏は、「単純に多孔質(zhì)セラミックの相対密度を下げれば、材料の斷熱性を大きく高められるものの、往々にして材料の機(jī)械的強(qiáng)度の大幅な低下を招くことになる。また従來(lái)的な多孔質(zhì)セラミック材料の耐熱性は一般的に1500℃を下回る。高溫での使用においては體積の縮小や機(jī)械的性質(zhì)の低下といった問(wèn)題にたびたび直面する」と説明した。

研究チームが作成したこのハイエントロピー多孔質(zhì)ホウ化物セラミック材料の優(yōu)れた性能には、ミクロスケールで構(gòu)築した超微細(xì)孔、ナノスケールの結(jié)晶粒界の強(qiáng)い結(jié)合、そして原子スケールの深刻な格子ひずみという3つの「秘訣」がある。

ミクロスケールでは、チームは超高溫急速合成技術(shù)により數(shù)十秒內(nèi)に焼結(jié)を完了し、結(jié)晶粒の成長(zhǎng)を抑制することにより、材料內(nèi)で均一的に分布するサブマイクロメートル級(jí)の超微細(xì)孔を構(gòu)築した。ナノスケールでは、チームはさらなる固溶體反応により、結(jié)晶粒界の強(qiáng)い結(jié)合を構(gòu)築した。原子スケールでは、チームは9価陽(yáng)イオンの深刻な格子ひずみを?qū)毪工毪长趣摔瑜?、結(jié)晶格子內(nèi)部の応力場(chǎng)と質(zhì)量場(chǎng)の波動(dòng)を高め、ホウ化物の固有の機(jī)械的強(qiáng)度を高めた。

機(jī)械的性質(zhì)テストでは、この材料は高い高溫圧縮強(qiáng)度、優(yōu)れた斷熱性、熱安定性を示しており、航空?宇宙飛行、エネルギー?化學(xué)工業(yè)の分野において広い応用の見(jiàn)通しがある。（編集YF）

「人民網(wǎng)日本語(yǔ)版」2024年1月15日