清潔能源和太空探索的現(xiàn)代需求需要材料科學(xué)家開發(fā)出在宇宙極端條件下發(fā)揮作用的材料。近日，印第安納大學(xué)與普渡大學(xué)印第安納波利斯聯(lián)合分校Babak Anasori對適用于極端環(huán)境的超高溫陶瓷進行了綜述研究。
本文要點：
1) 高超音速飛行和核技術(shù)的最新進展將一系列超高溫陶瓷（UHTC）的難熔過渡金屬碳化物、氮化物和二硼化物帶到了最科學(xué)前沿。這些材料具有極高的熔點（>4000?°C），高熱導(dǎo)率（>140?W?m?1 K?1）和強過渡金屬與非金屬結(jié)合（>600?GPa機械剛度），這有望使其能夠在極端環(huán)境中應(yīng)用。
2) 該綜述涵蓋了金屬-非金屬（M–X）化學(xué)與UHTC的高溫、熱、機械和氧化行為的關(guān)系，并討論了合成和潛在添加劑對其性能的影響。此外，作者還介紹了新的研究領(lǐng)域，包括增材制造、高熵成分和2D材料的進展，以改善UHTC的加工和性能。對化學(xué)-合成-加工關(guān)系的關(guān)注將是實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵，使UHTC成為極端環(huán)境材料。
Brian C. Wyatt et.al Ultra-high temperature ceramics for extreme environments Nature Reviews Materials 2023
DOI: 10.1038/s41578-023-00619-0
https://doi.org/10.1038/s41578-023-00619-0
