研究人员提出高熵环境阻隔涂层材料设计策略

在航空技术中，环境屏障涂层(EBC)旨在保护由SiC制成的涡轮机部件f/SiC陶瓷基复合材料(CMC)在燃烧环境中的环境降解。多组分/高熵稀土二硅酸盐((nRE西)2四2O7)在EBCs应用中很有前途。

然而，设计(nRE西)2四2O7 由于多种稀土元素的多功能组合以及材料制造过程中复杂的多晶型相竞争，材料仍然是一个关键的挑战。

在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中，中国科学院金属研究所的研究人员揭示了多组分/高熵稀土二硅酸盐材料的相形成能力机制，并提出了组合设计策略。

研究人员合成了21种多组分(RE我0.25再第二0.25再第三0.25再四0.25)硅2O7(RE = y， la， ce， eu， gd， tb， dy， ho， er， tm， yb， and lu)。他们发现这些材料的相形成和稳定性取决于平均RE3+半径以及偏差(σr) 的不同 RE3+组合。

基于高通量密度泛函理论模拟，研究人员构建了包含数百种代表性配置的模型组合的集成，并计算了配置熵混合。

他们提出了一个熵描述符，该描述符捕捉了多个RE是否带来的构型随机性3+阳离子可以充分容纳在晶格中，因此可用于预测(nRE西)2四2O7材料。

基于这些发现，研究人员提出了一种设计策略(nRE西)2四2O7具有可控相形成能力和高温稳定性的材料，导致许多新型(nRE西)2四2O7(n = 2， 5， 6;RE的相等和不相等摩尔分数)材料。

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