科学家在电弧等离子体中获得高熵碳化物

托木斯克工业大学的科学家已经使用无真空电弧法合成了由五种金属组成的高熵碳化物。研究结果发表在《工程物理与热物理学杂志》上。高熵碳化物是一类新型材料,同时由四种或更多种不同的金属和碳组成。它们的主要特征在于能够承受高温和能量通量密度。组合物中各种元素的组合,可以获得所需的特征混合(熔点,氧化温度,比重等)。

“高熵材料之所以被称为是由于晶格中的无序程度较高,因为每种化学元素的原子在晶格中都具有一定的大小。

它会导致结构变形,并对材料性能产生积极影响,” TPU研究中心经济能源4.0研究人员Alexander Pak解释说。

TPU科学家设法合成了由Ti,Zr,Nb,Hf,Ta和C组成的高熵碳化物。使用无真空电弧合成法获得了硬质合金。反应需要高温,以便与C相互作用的每个主要组分连接到以面心为中心的立方晶格并形成超难熔碳化物。科学家使用电弧等离子体来获得它。

“我们是第一个使用无真空电弧法获得高熵碳化物的人。合成我们最近发现的材料并将其用于我们的电弧反应堆中,对我们来说是极为罕见和成功的研究小组。

我们正计划改善合成工艺,以获得更透明且不受污染的材料,降低能量强度,并研究材料性能并合成其他化学成分的高熵碳化物。”

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