高熵碳化物陶瓷

晶界强化超硬

利用原子体积失配驱动晶界偏聚，显著提升晶界结合力，并通过多目标优化获得超硬成分域。

Yalin, Li · Sirui, Xu · 赵仕俊 · 张侃 · 吴正刚

Journal of Materials Science and Technology 2027

具体参数

偏聚能-体积差线性相关系数

{'zh': '0.9', 'en': '0.9'}

技术优势

晶界显著增强

多组元过渡金属碳化物中的化学无序诱发元素偏聚，显著提升晶界结合力，可有效抑制机械性能退化。

设计规则清晰

偏聚能与原子体积差呈近似线性相关，小体积元素偏聚倾向更强，可直接指导成分筛选。

协同偏聚可预测

建立的协同偏聚模型可准确量化晶界处元素浓度，克服多组元体系中偏聚行为难以预测的障碍。

快速发现超硬成分

基于多目标优化快速探索成分空间，已实验验证超硬成分域，可大幅缩短材料研发周期。

应用场景

• 超高温陶瓷：作为超高温陶瓷基体，利用晶界强化抑制沿晶断裂，提升高温结构可靠性。
• 热防护材料：用于热防护部件，通过成分设计获得超硬高熵碳化物，抵抗极端热力耦合环境。
• 高熵陶瓷：在多组元碳化物中利用体积失配驱动偏聚，构建高熵陶瓷强化新机制。