HZT固溶体碳化物前驱体

空气固化促形核

通过空气固化在前驱体中预置氧化物纳米晶，实现多组分固溶体碳化物陶瓷的均匀低温合成。

Shengman, Yan · Song, Xin · Han, Yan · Ye, L. · 韩伟健 · Haifeng, Cui · Cheng, Li · 赵彤 · 邱文丰 · 张中伟

Journal of the American Ceramic Society 2025

具体参数

纳米晶形成温度

600 °C

氧化物固溶体形成温度

800 °C

碳热还原温度区间

800–1200 °C

均匀固溶体陶瓷获得温度

1400–1600 °C

技术优势

低温即可固溶

空气固化生成的 HfO2 纳米晶作为形核位点，在 800°C 起便促进碳热还原，最终在 1400°C 获得均匀 HZT 固溶体，比常规方法所需温度更低。

免加晶种

形核位点由固化气氛原位生成，无需在液态前驱体中额外添加氧化物纳米晶种，简化了制备工艺并避免晶种引入的杂质风险。

相演变更可控

空气固化样品明确了从氧化物纳米晶到固溶体再到均匀 HZT 固溶体的四步演变路径，为工艺设计和质量控制提供了清晰的图表依据。

应用场景

• 超高温陶瓷：用空气固化前驱体直接获得耐 1600°C 以上高温的 HZT 固溶体陶瓷材料。
• 热防护材料：在热防护部件表面涂层，空气固化促形核保证涂层致密均匀。
• 高熵碳化物：提供一种制备难烧结高熵碳化物的低温前驱体路线，避免晶格常数失配。
• 陶瓷前驱体：该液体前驱体可通过空气固化调控纳米晶析出，简化后续陶瓷化工艺。