MISIS大學(xué)的科學(xué)家們成功研發(fā)出一種新型陶瓷材料，該材料不僅具有高強(qiáng)度，還擁有卓越的抗氧化性能。這一突破性進(jìn)展有望為核工業(yè)、航空航天以及汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域提供可靠的保護(hù)涂層和關(guān)鍵零件。

據(jù)悉，這種新型陶瓷材料是通過(guò)在高熵材料的基礎(chǔ)上添加鈦和鋯來(lái)強(qiáng)化基材的。高熵材料是一種由多種不同元素(通常超過(guò)五種)以等比例混合而成的特殊化合物，具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐化學(xué)影響、耐熱、抗氧化和耐輻射等特性，被視為現(xiàn)代技術(shù)中極具潛力的材料。

通過(guò)添加鈦和鋯，科學(xué)家們將材料的抗高溫氧化能力提高了83%。改進(jìn)后的材料能夠更好地抵抗極端環(huán)境中的退化，特別是對(duì)于需要輕質(zhì)的組件而言，這一改進(jìn)尤為有效。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，添加鈦和鋯組合后，材料的比增重顯著下降，同時(shí)氮的引入也進(jìn)一步降低了氧化過(guò)程中的比質(zhì)量增益。

NUST MISIS的技術(shù)科學(xué)博士生、“結(jié)構(gòu)陶瓷納米材料”研究中心主任德米特里·莫斯科夫斯基表示：“與其他類(lèi)型的陶瓷相比，高熵碳氮化物具有最佳的特性。我們的任務(wù)是詳細(xì)研究它們，并為工業(yè)提供現(xiàn)成的解決方案。”

此外，這種新型陶瓷材料的氧化溫度也得到了顯著提升，從1005°C提高到了1240°C。這一改進(jìn)使得該材料有望用于制造耐磨元件，如渦輪機(jī)和排氣系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性至關(guān)重要。

NUST MISIS“結(jié)構(gòu)陶瓷材料”研究中心研究員Veronika Suvorova技術(shù)科學(xué)候選人指出：“添加劑使氧化過(guò)程中形成的氧化層變厚，從而增強(qiáng)其阻隔功能并減少缺陷數(shù)量。更致密的結(jié)構(gòu)可以保護(hù)樣品免受氧氣滲透，從而防止進(jìn)一步氧化。”

目前，該研究的詳細(xì)結(jié)果已在《歐洲陶瓷學(xué)會(huì)雜志》上發(fā)表。這一新型高熵陶瓷材料的研發(fā)成功，為核工業(yè)等高科技領(lǐng)域的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持，并有望在未來(lái)推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步革新。