高熵烧绿石氧化物

超低导热

通过高熵设计和晶格畸变，在高温下仍能保持极低的热导率。

张颖 · Ke, Ren · Wang, Williamyi · 高兴誉 · 袁睿豪 · Jun, Wang · Yiguang, Wang · 宋海峰 · Xiubing, Liang · 力金山

Journal of Materials Science and Technology 2024

参数信息

热导率（预测值）

1.59 Wm⁻¹ K⁻¹

热导率（实验值，室温）

1.69 Wm⁻¹ K⁻¹

热导率（高温）

0.14 Wm⁻¹ K⁻¹

候选高熵氧化物数量

6188

稀土溶质种类

17

技术优势

高温下热导率极低

在1473 K时热导率降至0.14 Wm⁻¹ K⁻¹，得益于高熵引起的严重晶格畸变和局域相变，强化了多声子散射并削弱了原子间相互作用。

机器学习加速筛选

采用知识辅助的数据驱动机器学习策略，从6188种候选高熵氧化物中高效预测关键物理参数，避免了传统试错法的大量实验。

筛选准则明确

找到了降低热导率的关键物理参数：由阳离子半径比确定的晶格畸变参数r*，以及低电负性弱键和低键合电荷密度。

应用场景

• 热障涂层：用作热障涂层材料，在高温下保护基底，降低热传导。
• 高温隔热材料：在1473 K下热导率仅0.14 Wm⁻¹ K⁻¹，适用于极端高温隔热。
• 固态电池热管理：作为隔热填料，可抑制电池热失控，提升安全性。