首页 市场 会议 产品 企业 资讯 视频 产业布局 技术 活动 商机 报告 产业报告 研贸数据
郑州天一萃取科技有限公司
宣传
共青城瑞钛管道科技有限公司
宣传
07月07日
2026
92155 170
21870 90
16750 -25
22840 30
322750 6500
当前位置: 北方有色网 > 有色市场 > 研究报告 > 稀土高熵陶瓷研发取得新进展
第二届攀西矿产资源会议   固态电池产业发展报告(2025)   2025 先进涂层材料及表面处理技术研讨会   钨产业发展报告(2025)   硒产业发展报告(2025)   锌产业发展报告(2025)  

稀土高熵陶瓷研发取得新进展

2025-06-05 16:09:45      来源:稀土科学      责任编辑:潘利军
分享到:   
打印
    
复制链接

在“双碳” 战略目标的引领下,先进核能作为新质生产力的关键组成部分,正逐渐成为保障我国能源供应安全的重要力量。高熵材料以其独特的“鸡尾酒效应”和熵稳定效应脱颖而出,利用多主元协同作用,在极端环境下显著提升了综合性能,如今已成为核能材料创新的重要突破口。其中,稀土核安材料凭借耐高温、耐辐照腐蚀的优势,备受关注。中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心杨帆课题组(福建省清洁核能燃料系统与材料联合创新重点实验室)在稀土核安材料研发领域取得了重要进展,包括新型耐高温、耐辐照的稀土钨酸/铪酸高熵陶瓷[1-2]。近期,在中核集团支持下,该团队成功开发出耐腐蚀稀土铪酸盐陶瓷,该材料作为堆用中子吸收控制材料的稀土替代方案(如替代碳化硼、银铟镉、铪等),正逐渐成为行业新趋势,能够大幅提升抗辐照腐蚀性能。同时,该团队还研发出了兼具“电磁隐身”与“辐射防护”功能的稀土铁氧体高熵陶瓷,为太空及深空探测仪表的抗辐射、耐极端温度以及轻量化防护提供了极具创新性的解决方案。
进展一:耐腐蚀稀土铪酸盐中熵高熵陶瓷研究团队采用固相反应和无压烧结技术,成功制备出(Y0.25Sm0.25Eu0.25Gd0.25)2Hf2O7和(Sm0.2Eu0.2Gd0.2Dy0.2Er0.2)2Hf2O7两种新型陶瓷。

在模拟核反应堆环境(360℃、18 MPa高温高压去离子水)测试中,材料展现出三大突破性优势:腐蚀增重控制在8.2-10.4 mg·dm⁻²范围,较传统Gd₂Hf₂O₇材料降低40%,腐蚀速率稳定在0.0424-0.0519 mg·dm⁻²·h⁻¹,降幅达43%;氧化层厚度显著缩减至400-470纳米。研究揭示,材料优异的性能源于高熵材料特有的构型熵调控机制和迟滞扩散效应,有效抑制了腐蚀介质与基体的反应速率。同时,钇元素的引入进一步优化了晶粒均匀性,降低阳离子扩散速率,体现了氧化钇稳定氧化铪的优势,使材料耐蚀性获得突破性提升应用

进展二:多功能稀土铁氧体高熵陶瓷

团队基于溶胶-凝胶法创新设计的三款稀土铁氧体高熵陶瓷((Ca0.2Nd0.2Gd0.2Yb0.2Bi0.2)FeO3, (Ca0.2Nd0.2Gd0.2Ho0.2Bi0.2)FeO3, and (Ca0.2Nd0.2Gd0.2Ho0.2Bi0.2) (Fe0.9Ti0.1)O3)展现出全方位的核安全防护性能。其中(Ca0.2Nd0.2Gd0.2Ho0.2Bi0.2) (Fe0.9Ti0.1)O3)材料的综合性能最为突出:电磁防护方面:有效吸波带宽达2.92 GHz(5 mm厚度);反射损耗峰值达-46.94dB。辐射防护方面:热中子屏蔽效率达99.78%(45%质量分数),为空白样品的2倍,对高能γ射线(¹³⁷Cs 662 keV,⁶⁰Co 1250 keV)的屏蔽性能接近传统铅基材料。在65keV弱吸收区,铅当量显著提升。研究表明,这种"双功能"特性源于多元晶格畸变效应与重元素铋(Bi)的协同作用,为替代有毒铅基屏蔽材料提供了环保高效的解决方案。
该系列成果以“Corrosion behavior of rare earth hafnate for neutron control rod in subscritical water”(硕士研究生王智怡为第一作者,杨帆研究员、谭凤芝教授、陈恒副研究员和周婷助理研究员为通讯作者。https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.05.233)和“A novel (Ca0.2Nd0.2Gd0.2Ho0.2Bi0.2) (Fe0.9Ti0.1)O3 high-entropy ceramic protective material with electromagnetic wave absorption and (n, γ) radiation shielding performance”((硕士研究生宋柯为第一作者,杨帆研究员、谭凤芝教授和陈恒副研究员为通讯作者。https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.04.380)为题发表在期刊《Ceramics International》。以上研究成果不仅为先进核能系统提供了关键材料支撑,也为材料设计提供了新思路。


免责声明
        北方有色网提供的信息仅供参考,不作为决策建议,客户需自主判断决策,并自行承担相关后果。本报告版权归北方有色网所有,仅限客户自身使用。如需引用,须联系申请授权;未经书面许可,任何机构或个人不得以任何形式传播、发布、篡改本报告。北方有色网保留追究任何侵权行为法律责任的权利。

 

 

有色金属企业
有色金属资讯
有色金属价格
美研究机构:稀土短缺或致多行业生产停滞 新华书店迎来两大创新产品稀土科技新品 “稀新携手”谱新章——中国稀土集团与中国国新达成战略合作 聚力科技创新!包头加速建设全球领先的稀土应用基地 冶金百科 | 稀土冶金概述 - 氟碳铈矿 缅甸稀土矿进口量缩减,预计2025年初将恢复增长 冶金百科 | 稀土冶金 - 什么是稀土元素的四分组效应? 厦门钨业携手中国稀土集团 合资运营长汀中坊稀土矿 北方稀土:斥巨资建设绿色冶炼升级项目,提升稀土产业竞争优势 江西理工大学: 稀土单离子磁体研究取得新进展 银河磁体一季度业绩小幅波动 稀土永磁行业承压前行 贵过稀土,赛过金子,新疆惊现大量铍矿! 莫纳什大学创新技术:从废弃物中高效提取稀土元素 北方稀土轻稀土出口稳定 绿色冶炼项目加速推进 尼日利亚积极推动新能源产业发展,将建锂矿和稀土加工厂 英洛华披露业务情况,稀土磁材产能利用良好 行业突破! 北方稀土磁材公司首台套自动配料线系统投产运行 稀土重大创新成果竞相涌现,填补国内空白 顺应大势,稀土高新产业乘势而进 蒙古国:世界第二大稀土矿蕴藏国家,稀土储量为3100万吨 稀土铜箔技术获突破 国产芯片封装材料迈入新阶段 《稀土管理条例》出台!推动稀土产业高质量发展 进展 | 雄安稀土在新型稀土卤化物固态电解质材料领域取得进展 兰州大学:稀土元素高效膜分离技术取得重要进展 华宏科技上半年业绩暴涨30倍 稀土产业链布局成效显著 冶金百科 | 稀土冶金 - 稀土冶金过程中“三废”处理 美国稀土公司成功生产高纯度氧化镝样品,推动稀土产业发展 多国矿产勘探项目新进展:金、稀土等矿种亮点频现 我国铌-稀土矿综合利用技术实现重大进展 美国MP材料公司镨钕产量创新高 加速布局稀土产业链
日报
更多+
周报
更多+
主编视角
更多+
热点
更多+
北京霍桐实验仪器有限公司
宣传
3.320464s