中国粉体网讯  受高熵合金材料设计理念的启发，美国北卡罗来纳州立大学STEFANO团队于2015年首次成功制备出（Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Zn_0.2Cu_0.2）O氧化物高熵陶瓷，自此掀起了高熵陶瓷材料的研究热潮。

高熵陶瓷材料体系也由最初的氧化物扩展到碳化物、硼化物、氮化物、碳氮化物等多种材料体系。而以难熔金属碳化物、硼化物超高温陶瓷为组元的超高温高熵陶瓷材料，由于其具有较高的熔点、优异的高温强度、良好的热稳定性以及较低的热膨胀系数等特性，在极端苛刻服役环境下展现着巨大的应用潜力，已成为高熵陶瓷领域研究的热点方向之一。

作为航空航天飞行器上的关键材料，超高温陶瓷材料将扮演着保驾护航者的角色，帮助人们不断突破速度和空间上的极限，受到世界各军事大国的高度重视。超高温陶瓷（UHTCs）具有良好的高温热稳定性、抗氧化性和抗酸碱腐蚀性，可以在苛刻环境下服役。但是，大部分超高温陶瓷材料，如过渡金属硼化物和过渡金属碳化物等超高温陶瓷具有良好的导电性，它们的吸波性能并不理想。近年来，高熵陶瓷（HECs）的兴起为吸波材料的设计提供了新思路。通过高熵组分设计和制备高熵超高温陶瓷，不仅可以调控阻抗匹配特性和吸波性能，还可以提高高温热稳定性和抗氧化性，从而获得高性能的高温吸波材料。

采用高熵陶瓷的设计理念，不仅可以改善材料的性能，还能拓展材料成分的设计空间。已有研究表明，通过增加体系的构型熵有利于提高材料的热稳定性、抗氧化性和耐腐蚀性，并且可以有效调控导电性能、介电性能和磁性能。通过组分设计，可以调控材料的电磁参数，进而调控材料的匹配特性和吸波性能，这为赋予具有良好导电性的介电型吸波材料优异的吸波性能提供了一种新思路。

与传统材料相比，超高温高熵陶瓷材料研究往往涉及阳离子、阴离子、缺陷多组元复杂成分空间，涉及宏观、介观、微观、纳观多个尺寸维度，涉及极端热、力等多场耦合服役环境，研究工作更为复杂。

华南理工大学褚衍辉团队在国际上较早地开展了高熵超高温陶瓷材料研究，开发出系列高熵超高温陶瓷材料，建立了精准的相形成能力判据以及可迁移的机器学习势函数，实现了对其力-热性能的精准预测；率先发明了多种合成高熵超高温陶瓷粉体的方法，制备出系列高品质粉体，实现了公斤级批量化生产，产品已供多所院校。

2024年，褚衍辉团队通过多尺度结构设计，成功制备出兼具超强力学强度和高隔热的高熵多孔硼化物陶瓷材料。同时，该材料还展现出了2000℃高温稳定性。相关成果发表于《先进材料》。

中国粉体网将于2025年5月13日在江苏昆山举办“第四届半导体行业用陶瓷材料技术大会”，届时，来自华南理工大学的褚衍辉研究员将带来题为《高熵超高温陶瓷材料》的报告，报告将为大家揭示高熵超高温陶瓷晶格畸变与力-热-电-磁性能之间的关联机理，阐明多组元协同抗氧化机制，开发出耐2000°C超高强高隔热多孔高熵陶瓷材料。

报告老师简介

褚衍辉，华南理工大学研究员，2016年博士毕业于西北工业大学，其中2014年1月至2015年9月在美国哈佛大学博士联合培养。2017年开始从事高熵陶瓷材料研究工作，以第一或通讯作者在Matter、Adv Mater、Adv Funct Mater、Acta Mater等期刊发表SCI论文100余篇，获授权国家发明专利30余件，主持基金委优青、科技部重点研发计划青年科学家等项目，曾获教育部自然科学奖一等奖（排名第6）、美国陶瓷学会Ross Coffin Purdy奖等，兼任中国硅酸盐学会测试技术分会副秘书长、《Int. J. Appl. Ceram. Technol.》和《Journal of Materiomics》期刊编委等。

来源：

鲁楠等：多尺度模拟计算方法在超高温高熵陶瓷材料中的应用进展

张伟明等：高熵陶瓷:吸波材料设计新策略

（中国粉体网编辑整理/空青）

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