厦门稀研所稀土基高熵陶瓷的最新进展

厦门稀土材料研究所(简称“厦门稀研所”)杨帆课题组在稀土基高熵陶瓷材料方面取得了最新进展。该课题组设计出了新型的(La0.2Y0.2Nd0.2Gd0.2Sr0.2)CrO3 高熵导电陶瓷和(La0.2Ce0.2Gd0.2Er0.2Tm0.2)2(WO4)3 辐射屏蔽高熵陶瓷。相比传统陶瓷材料来说,它们更适合应用于新一代的制造业中。

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注意元素符号的名称:La为镧,Y为钇,Nd为钕,Gd为钆,Sr为锶,Cr为铬,Ce为铈,Er为铒,Tm为铥,W为钨,O为氧。

高熵陶瓷材料通常是指由5种或5种以上陶瓷组元形成的多主元固溶体,其具有出色的高熵效应和优异的热力学性能,因而近年来已经成为陶瓷领域的研究热点之一。

据了解,杨帆课题组是采用溶胶凝胶法结合部分烧结工艺制备 (La0.2Y0.2Nd0.2Gd0.2Sr0.2)CrO3 多孔导电高熵陶瓷的,其具有高孔隙率、低电阻率、低热导率等特点,所以适合应用于新一代催化剂载体、发热器件和热电材料等。该研究成果已发表在《Journal of Alloys and Compounds》期刊上。

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稀土元素因具有优异的耐辐照性能、大的热中子俘获截面、轻毒及无弱吸收区等特点,可作为铅基屏蔽材料的良好替代品。

厦门稀研所研究者采用高温固相合成制备(La0.2Ce0.2 Gd0.2Er0.2Tm0.2)2(WO4)3 高熵陶瓷粉体,并将其与环氧树脂进行复合得到辐射屏蔽材料。实验结果表明,2cm厚度的复合材料的中子阻隔效率大于99%;另外该材料在铅的弱吸收区(44-80keV)具有很高的铅当量(0.4340mmPb),在中低能区的线性衰减系数明显高于Ta2O5、Bi2O3、HfO2、WO3等重金属氧化物。该成果已发表在SCI一区期刊《Materials & Design》上。

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