将二维Al₂O₃血小板阵列嵌入YSZ陶中,用于高温应用

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:

• 先进的结构陶从石墨烯和MXenes等二维材料中受益.
• 高运行温度会导致二维增强件的氧化降解,导致不稳定.
• 现有的材料在极端的热条件下面临限制.

研究的目的:

• 开发2D Al2O3血小板增强YSZ复合材料的加工方法.
• 为了在特定的大气中实现高温稳定性 (高达1300°C).
• 提高结构陶的机械和多功能性能.

主要方法:

• 制造2D Al2O3血小板增强的YSZ复合材料.
• 使用多场合策略:重力场调制,振动对齐和压力密集.
• 在YSZ矩阵内实现Al2O3血小板的平行对齐.

主要成果:

• 复合材料稳定到1300°C. 实现了.
• 近红外 (NIR) 透射率降低到10%以下,阻断了辐射热传递.
• 观察到对CaO-MgO-AlO1.5-SiO2 (CMAS) 盐的增强抵抗力和改善的断裂性.

结论:

• 开发的YSZ-Al2O3血小板复合材料提供了卓越的热力学稳定性.
• 具有成本效益的2D氧化物/陶复合材料显示出在恶劣环境中的应用的前景.
• 该加工方法使得制造具有定制性质的先进陶复合材料成为可能.