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Flexible dual‐phase rare‐earth zirconate high‐entropy ceramic nanofibrous membranes for superior thermal insulation

材料科学 陶瓷 复合材料 热稳定性 静电纺丝 热导率 极限抗拉强度 晶粒生长 粒度 化学工程 聚合物 化学 生物化学 工程类
作者
Hengchang Wang,Jie Xu,Mingyue Wei,Xiaoying Feng,Jia‐Min Wu,Ping Zhang,Feng Gao
出处
期刊:Journal of the American Ceramic Society [Wiley]
卷期号:107 (6): 3857-3867 被引量:4
标识
DOI:10.1111/jace.19666
摘要

Abstract Ceramic fibers are potential lightweight materials for high‐temperature insulation due to their excellent high‐temperature stability and low thermal conductivity. However, the grain growth at high temperatures leads to the loss of flexibility and decreases in the thermal insulation performances of the ceramic fibers. Herein, we prepared flexible (La 0.2 Nd 0.2 Sm 0.2 Gd 0.2 Yb 0.2 ) 2 Zr 2 O 7 (LNSGY) high‐entropy ceramic nanofibrous membranes using polyacetylacetone rare‐earth zirconium precursors by electrospinning method. According to the XRD and TEM analyses, the LNSGY nanofibrous membranes exhibited dual phases of defective fluorite and ordered pyrochlore structures. The grain size of the LNSGY fibers increased from 15.4 to 40.8 nm at heat treatments increasing from 800 to 1200°C; the slow grain growth in high‐entropy ceramic nanofibrous membranes contributed to the good flexibility. The fiber morphology was continuous and well distributed with diameters less than 500 nm. The thermal conductivity at room temperature was 0.0339 W/(m K). In addition, the high‐entropy ceramic nanofibrous membranes exhibited tensile strength and thermal stability at high temperatures. These performances provide further applications for high‐entropy ceramic nanofibrous membranes as high‐temperature insulation materials.
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