要使超高速飞机在高温、高压和高热流量的极端条件下运行，开发高性能热防护材料至关重要。这些隔热材料通常要求具有优异的耐热性、抗氧化性和隔热性能。钇稳定氧化锆和锆酸镧等先进氧化物陶瓷在高温隔热应用中展现出巨大的潜力。它们在提高热稳定性和降低热导率方面优于二氧化硅和氧化铝等传统氧化物。然而，在上述复杂环境中，高温下的晶粒生长可能会引发开裂，从而降低材料的隔热性能。因此，为高温应用设计具有更强热稳定性的创新陶瓷材料迫在眉睫。与单组分陶瓷相比，高熵陶瓷在高温下表现出更好的高温稳定性。其中，高熵氧化锆陶瓷因其优异的氧化性和低导热性在高温领域备受关注。基于此，南京工业大学材料科学与工程学院崔升教授团队成功制备了(YErYbGdLa)2Zr2O7陶瓷气凝胶。结果表明，在1400 ℃ 的温度下持续 2 小时后，仍表现出优异的结构和相稳定性。复合纤维毡后仍具有极低的导热率（25 °C 时为0.0263 W·m-1K-1，1000 °C 时为0.126 W·m-1K-1）和优异的隔热性能（丁烷喷枪~1300 ℃考核600s，背温仅为125
℃），有望在未来应用于航天器的超高温热保护。相关研究成果以“Characterization and
thermal properties of (YErYbGdLa)2Zr2O7 high
entropy ceramic aerogel”为题发表在Materials
Characterization期刊上.https://doi.org/10.1016/j.matchar.2024.114392![]()
图1. (YErYbGdLa)2Zr2O7陶瓷气凝胶的制备流程图![]()
图2.(a) 不同热处理温度下样品的XRD图；(b) XRD的细化图；(c) 拉曼光谱图；(d)晶体结构模型![]()
图3.(YErYbGdLa)2Zr2O7的TEM、HRTEM图
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图4.复合材料的(a)样品图；(b) SEM图；(c)XRD图谱；(d)应力应变曲线
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图5.(a)复合材料的热导率与密度的关系；(b)文献对比；(c，d)复合材料在丁烷喷灯火焰下的背温考核
南京工业大学材料科学与工程学院崔升教授、杨建教授为本工作的共同通讯作者，课题组博士生尚思思为论文第一作者。
