超弹性高氧化物陶气凝用于在极端条件下进行热超绝缘和密封
Xiaoke Jiang1,2, Tao Du3, Hengzhong Fan1,2
1State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, 730000, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|December 4, 2025
概括
研究人员开发了一种新的高陶气凝 (GLTZH),其显著的热稳定性和机械性能. 这种先进的材料为极端温度应用提供了卓越的绝热.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程 陶工程
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 在极端条件下,轻质陶气凝的热稳定性和机械完整性较差.
- 开发用于高温应用的坚固材料仍然是材料科学中的一个重大挑战.
研究的目的:
- 为了合成和表征一种新的高氧化物陶, (Gd1/2Lu1/2)2(Ti1/3Zr1/3Hf1/3) 2O7 (GLTZH),以提高热力学性能.
- 构建基于GLTZH的气凝,并评估其用于极端隔热应用的性能.
主要方法:
- 分子合成路径涉及热解固体溶液反应,以制备GLTZH氧化物.
- 原子分辨率观测以研究相位过渡和结构演变.
- 电,然后进行热,以制造基于GLTZH的气凝.
主要成果:
- GLTZH氧化物表现出极好的结晶学稳定性,颗粒生长最小,元素分离高达~1500°C.
- 架构的GLTZH气凝表现出超弹性压缩性 (98%) 从 -196 °C 到 1500 °C.
- 实现了特殊的热超绝缘,室温的导热值为24.14mW·m-1K-1,1在1000°C时为81.21mW·m-1K-1.
结论:
- 高的GLTZH氧化物具有内在的稳定性,由于合的驱动的晶格扭曲,高稳定和轨道杂交.
- 基于GLTZH的气凝具有前所未有的热力学性能,性能优于传统的陶气凝.
- 这项工作为设计用于广泛温度隔热的先进陶气凝提供了新的途径,包括高超音速车辆的热保护.
