Керамика с высоким энтропийным содержанием: текущее состояние, вызовы и перспективы

Керамика с высоким энтропийным содержанием (HEC) представляет собой твердые растворы неорганических соединений, в которых один или несколько вайкоффских сайтов заняты примерно равными атомными долями нескольких основных элементов. Хотя эта область находится на ранней стадии развития, появление этого нового класса материалов открыло новые возможности для проектирования материалов и тонкой настройки их свойств. В отличие от металлов, разнообразие кристаллических и электронных структур в керамике обеспечивает широкий простор для управления свойствами посредством инженерии зонной структуры и фононной инженерии. Помимо упрочнения, закалки и низкой теплопроводности, уже выявленных для высокоэнтропийных сплавов, в HEC были обнаружены новые свойства, такие как колоссальная диэлектрическая проницаемость, сверхионная проводимость, выраженная анизотропная тепловая расширяемость и сильное поглощение электромагнитных волн. В ответ на быстрое развитие этой молодой области статья представляет всесторонний обзор структурных особенностей, теоретических методов предсказания стабильности и свойств, маршрутов синтеза, новых свойств и перспективных применений HEC. Также подчеркиваются проблемы обработки, характеристик и предсказания свойств. Наконец, обсуждаются направления будущих исследований: поиск новых материалов, новые методы обработки, углубленное фундаментальное понимание, подробная характеристика и оценка на основе баз данных.