北工大最新成果：难熔金属碳化物高熵陶瓷的高硬、高强、高韧

本文针对高熵碳化物陶瓷（HECs）在制备过程中存在的氧控制难题及硬度、强度与韧性之间的性能互斥问题，北京工业大学宋晓艳教授团队提出“难熔金属碳化物固溶强化-原位氧化物增韧”策略。研究通过TiC固溶强化与原位TiO2增韧的协同作用，在(NbMoTaW)C基高熵陶瓷中实现了多种力学性能的同步提升。实验结果表明，该材料硬度达20 GPa、抗弯强度为850 MPa、断裂韧性高达4.9 MPa·m1/2，创下同成分高熵陶瓷的国际最高综合力学性能纪录。研究阐明了TiC固溶通过加剧晶格畸变和增强共价键强度提升力学性能的机制，并揭示了TiO2颗粒通过裂纹偏转、桥接和分叉等效应显著提高韧性的原理。该工作为开发高硬度、高强度和高韧性的高熵碳化物材料提供了创新思路。