简单的稳定解决方案催生了七种新型陶瓷材料

有时,少即是多。通过在合成过程中去除氧气,由宾夕法尼亚州立大学材料科学家领导的团队创​​造了七种新型高熵氧化物(HEOS),这是一类由五种或更多金属组成的陶瓷,具有在储能、电子和防护涂层方面的应用潜力。

来源:英国物理学家网首页
此处拍摄了七种新合成的高熵氧化物陶瓷颗粒中的三种。 图片来源:David Kubarek / 宾夕法尼亚州立大学

有时,少即是多。通过在合成过程中去除氧气,由宾夕法尼亚州立大学材料科学家领导的团队创​​造了七种新型高熵氧化物(HEOS),这是一类由五种或更多金属组成的陶瓷,具有在储能、电子和防护涂层方面的应用潜力。

在合成新材料的过程中,研究人员利用未来材料的原理创建了一个框架。该团队已在《自然通讯》上发表了其研究成果。

已发布 自然通讯

“通过在合成过程中小心地去除管式炉气氛中的氧气,我们将铁和锰这两种金属稳定在陶瓷中,而这些金属在环境气氛中不会稳定,”通讯作者兼第一作者 Saeed Almishal 说道,他是宾夕法尼亚州立大学的研究教授,在材料科学教授 Jon-Paul Maria 的指导下工作。

Almishal 首先通过控制一种成分中的氧来稳定含锰和铁的材料,他将其命名为 J52,该成分由镁、钴、镍、锰和铁组成。然后,利用新开发的机器学习(人工智能的一种子类型)功能,可以在几秒钟内筛选数千种材料成分,Almishal 确定了形成 HEO 的另外六种金属组合。

机器学习

在实验室处理、制造和表征样品的本科生团队的帮助下,Almishal 合成了七种新型、稳定且具有潜在功能的金属 HEO 组合物的块状陶瓷颗粒。

氧化态 氧原子

“我们在合成这些材料时遵循的主要规则是氧在稳定此类陶瓷材料中所发挥的作用,”Almishal 说。

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