高熵氧化物陶瓷纤维膜

1370°C热源仅隔8mm降至320°C

一种轻质柔性隔热材料，通过高熵设计抑制晶粒生长，在极宽温域内保持结构稳定和机械柔韧性。

Deng, Zhezhe · Peng, Ying · Qin W.W. · 刘本学 · Zhang, Guanghui · 王新强 · Xie, Yongshuai · 朱陆益 · 许东

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

密度

{'zh': '33', 'en': '33'} mg·cm⁻³

1000 °C拉伸强度

{'zh': '2.73', 'en': '2.73'} MPa

热导率

{'zh': '25.7', 'en': '25.7'} mW·m⁻¹K⁻¹

隔热温差

{'zh': '1370→320', 'en': '1370→320'} °C→°C

晶化温度

{'zh': '700', 'en': '700'} °C

技术优势

1500 °C也不变相

ZHTGY纤维从室温到1500 °C均未出现相变，意味着在极端热循环中不会因相变体积效应导致开裂或失效。

密度低到可飘起来

纤维膜密度仅33 mg·cm⁻³，几乎是空气密度的二三十倍，做成隔热层几乎没有额外重量负担，特别适合航空航天。

丁烷火焰中随便弯

即使在丁烷火焰中，纤维膜依然保持出色的柔韧性，不打结、无折痕，可自由弯曲，说明力学稳定性极强。

1200 °C烧50小时不脆

在1200 °C热处理50小时或1400 °C处理180秒后，纤维膜仍保持良好柔韧性和强度，远超传统单组分氧化物的寿命。

应用场景

• 航天热防护：用不到一厘米厚的膜就能抵御返回时的千度高温，质地还轻，不增加发射重量。
• 高超音速飞行器隔热：飞行器表面气动加热接近1500 °C，这种膜无相变、柔韧可贴服曲面，比刚性隔热瓦可靠。
• 高温工业炉衬：炉衬经常要承受急冷急热和机械振动，这种纤维膜又柔又韧，寿命比砖或毯长得多。
• 轻质耐火材料：密度33 mg·cm⁻³却能在1200 °C下长期工作，替代传统重质耐火材料，大幅减重。