制備出的材料樣品。華南理工大學供圖
據介紹,隨著新一代高超聲速飛行器飛行速度的不斷提升,對隔熱材料的力學強度、熱導率和耐溫性提出了更嚴苛的要求,兼具優異力學強度及隔熱屬性的多孔陶瓷材料一直是科學家的追求目標。
然而,這兩種屬性在一定程度上相互制約,對于傳統的多孔陶瓷來說往往難以兼得。如果通過簡單降低多孔陶瓷的相對密度,可顯著提高材料的隔熱性能,但這往往會導致材料力學強度的大幅下降。同時,傳統多孔陶瓷材料耐溫普遍小于1500攝氏度,高溫服役過程中常面臨著體積收縮、力學性能衰減等問題,無法滿足日益嚴苛的服役需求。
褚衍輝(右1)與團隊在實驗室。華南理工大學供圖
據團隊介紹,該材料的優異性能源于“三大法寶”,即微觀尺度上構筑的超細孔、納米尺度上強晶間界面結合,以及原子尺度上嚴重晶格畸變。
相關研究結果已發表在材料領域的國際頂尖期刊Advanced materials(《先進材料》,doi: 10.1002/adma.202311870)上。華南理工大學莊磊副教授和褚衍輝研究員為共同通訊作者,博士研究生文子豪和碩士研究生唐忠宇為共同第一作者。華南理工大學為唯一通訊單位。
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