近日，中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所先進(jìn)能(néng)源材料工程實驗室在三元層狀陶瓷體系相圖領域取得的成(chéng)果“Thermodynamic descriptions of the light rare-earth elements in silicon carbide ceramics”（J. Am. Ceramic. Soc., 2020, 103:3812-3825）獲得美國(guó)陶瓷學(xué)會2020年度“Spriggs Phase Equilibria Award”國(guó)際學(xué)術獎（詳見鏈接https://ceramics.org/awards/richard-and-patricia-spriggs-phase-equilibria-award）。該獎項由國(guó)際陶瓷領域權威學(xué)會組織——美國(guó)陶瓷學(xué)會設立，獲獎成(chéng)果從最近一年發(fā)表的論文中經(jīng)推選委員會和評審主席團評議遴選而出，旨在獎勵對(duì)陶瓷相平衡做出卓越學(xué)術貢獻的研究工作，每年僅有一項研究成(chéng)果能(néng)獲此殊榮。
2018年，先進(jìn)能(néng)源材料工程實驗室采用熔鹽法制備出具有獨特核殼結構的Y3Si2C2包裹SiC陶瓷粉體，利用三元層狀陶瓷Y3Si2C2低溫結構穩定而高溫與SiC形成(chéng)液相的物理化學(xué)轉變，在1600℃燒結得到高熱導高強度的SiC陶瓷（J. Eur. Ceram. Soc., 2018, 38: 4833-4841.）。随後(hòu)，實驗室巧妙利用該類三元層狀材料中矽碳爲等摩爾化學(xué)劑量比的特征，提出了“低溫無縫連接”的新思路。該思路利用多種(zhǒng)稀土元素與SiC陶瓷原位生成(chéng)RE3Si2C2（稀土爲Y和Dy等，RE爲稀土钇或镧系元素）連接層，活化了SiC連接界面(miàn)，高溫下該三元層狀陶瓷層轉化爲液相并在軸向(xiàng)壓力的作用下擠出，從而實現了SiC陶瓷的無縫連接（J. Eur. Ceram. Soc.,2019,39:5457-5462; J. Eur. Ceram. Soc., 2020, 40: 259-266.)。爲了深入理解稀土型三元層狀陶瓷的高溫物理化學(xué)行爲，實驗室對(duì)系列RE-Si-C三元體系開(kāi)展了深入的熱力學(xué)計算，并首次報道(dào)了該類材料的高溫相圖數據（J. Am. Ceramic. Soc., 2020, 103:3812-3825; CALPHAD 2020, 68, 101738; J. Eur. Ceram. Soc., 2019, 39, 4510）。三元材料RE-Si-C相圖計算與材料實驗相結合爲新型陶瓷材料研發(fā)和工藝探索提供了堅實的理論指導。該相圖工作的主要完成(chéng)人爲徐凱、常可可（論文通訊作者）、周小兵、陳雷雷、劉俊文、鄧子旋、黃峰和黃慶。
以上研究成(chéng)果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委（91226202）、中科院先導專項（XDA21010205）以及甯波市3315創新團隊計劃（2018A-03-A和2019A-18-C）的支持。
（先進(jìn)能(néng)源材料工程實驗室 供稿）
