乌拉尔联邦大学（Ural Federal University，UrFU）科研团队研发出一种超强陶瓷，其中包含六种具有不同性能组合的“可调”配方。这种新型陶瓷属于高熵材料——即由五种或更多组分构成的复杂氧化物。它们并非复合材料，而是由五种或更多组分形成的单一固溶体，具有共同的晶格结构。通过改变这些组分比例，可以调节陶瓷的性能。
图 测试后的陶瓷样品
通过调整组分，科学家们得以提升材料的性能指标，并控制其热学及电物理特性。实验表明，该新型陶瓷能够耐受高温（加热至2100摄氏度）、热冲击以及辐射环境。就性能而言，它们优于目前工业界广泛使用的稳定二氧化锆。
“所有样品均表现出极高的抗辐射性能，其中某些成分配比的样品在辐射照射下完全未受影响。相比之下，稳定二氧化锆在同样的辐射剂量下会发生结构变化，”该研究的作者之一、乌拉尔联邦大学稀有金属与纳米材料系工程师罗曼·巴斯特里科夫（Roman Bastrikov）解释道。
与氧化锆相比，这种新型陶瓷更不易失效。其热膨胀系数与金属高度匹配，使其在与金属基体结合使用时，能更好地耐受温度波动并减少变形。研究人员指出，这些综合特性使得该材料更加可靠、耐磨且耐用。这种陶瓷材料可用于航空航天领域的下一代热障涂层、固体氧化物燃料电池的电解质、车载电子设备的基板与绝缘体，以及高超声速飞行器（如航天飞机和高超声速客机）的结构部件。科学家们补充道，针对特定目标和任务，他们可以筛选并进一步优化最合适的材料——这也是他们计划与工业界合作伙伴共同开展的工作。
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