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打破局限!清华大学研发出1400°C超绝热高强泡沫陶瓷,热稳定性佳

2021-03-16 15:47 前瞻网   

由于大的毛细管能量,纳米结构在高温下往往是不稳定的,因此纳米技术还没有实现在1000℃以上的高温制备与应用。

清华大学汪长安团队携手佛罗里达大学An Linan与麻省理工大学李巨,利用耐火陶瓷的高温稳定性,开发一种制造中空晶粒纳米结构的陶瓷材料的新方法,材料在较宽的温度范围(25℃-1400℃)具有超绝热性能。

打破局限!清华大学研发出1400°C超绝热高强泡沫陶瓷,热稳定性佳

其中气体空隙大部分是孤立在单个颗粒内,其大小与空气分子的平均自由路径相当,以降低克努森效应(Knudsen Effect)的热传导。

研究人员们用中空晶粒的La2Zr2O7陶瓷材料,证明了这一普遍概念,并证明了极低的导热系数(0.016 W/(m yahk),这是迄今为止硬质材料在室温以上的最低导热系数。

上述制备方法造出的厘米级样品,还具有超高的抗压强度(251 MPa),弯曲抗拉强度(高达100 MPa),在高达1400 ℃的空气中仍然具有优异的热稳定性。这是由于孔隙的单分散性,延迟了粗化。这种合成中空晶粒纳米材料的新方法,具有灵活性、可控性及普适性。

上述研究以题为“Hollow-grained “Voronoi foam” ceramics with high strength and thermal superinsulation up to 1400 ℃”,日前发表在《Materials Today》上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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