Project detail

Compositionally complex ceramic oxides: Ab initio design and experimental verification

Duration: 01.01.2023 — 31.12.2025

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (not assigned - 2025-12-31)

On the project

Díky neekvimolárnímu poměru kovových iontů, se o kompozičně komplexní keramice (CCC) uvažuje jako o materiálu s o jednu třídu vyššími vlastnostmi, než tomu je u ostatních vysoce entropických keramik (HEC). V rámci CCC materiálů jsou karbidy, diboridy a další kompozice pod masivním průzkumem, což však není pravda u CCC oxidů. V navrhovaném projektu nabízíme studium tří vybraných skupin CCC oxidů se strukturou kamenné soli (Me0.2Co0.2Mg0. 2Ni0.2Zn0.2)O, perovskitu Sr((Zr0.94Y0.06)0.2Sn0.2Ti0.2Hf0 .2Me0.2)O3−x a spinelu (Me0. 16Co0.16Cr0.16Fe0.16Mn0.16Ni0.16)3O4. Původní vysoko entropické ekvimolární formy těchto struktur mají jedinečnou vysokoteplotní supravodivost Li+ iontů, feroelektrické chování a další vynikající fyzikální vlastnosti. Věříme, že jejich vylepšená CCC forma může zlepšit tyto vlastnosti do úplně jiných rozměrů. V předloženém projektu jsme první, kdo chce porovnat výsledné reálné elektrické i fyzikální vlastnosti připravených CCC oxidů s teoretickými ab-initio predikovanými vlastnostmi těchto CCC oxidů.

Description in English
Compositionally-complex ceramics (CCCs) are believed to be one level up from high-entropy ceramics (HECs) in their material properties due to their non-equimolar metal ions ratio, compared to equimolar ratio dedicated to HECs. In the proposed project, we put forward the study of three selected CCCs derived from HEC oxides with rock salt (Me0.2Co0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2)O, perovskite BaxSr1-x((Zr0.94Y0.06)0.2Sn0.2Ti0.2Hf0.2Me0.2)O3−y and spinel Me0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4 structure. The HECs forms of these structures possess the unique Li+ super ionic conductivity, enhanced dielectric behaviour as well as other excellent physical properties. We propose that their CCC oxides should have unprecedently different material properties than nowadays materials including HEC oxides. In the presented project, we want to prove this idea by the comparison of ab initio calculated theoretical material properties with the experimentally verified material properties (like conductivity, dielectric and mechanical properties, etc.) of prepared CCC oxides.

Keywords
Kompozičně komplexní keramika;vysoká entropie;keramika

Key words in English
Compositionally complex ceramics, high entropy, ceramics

Mark

23-06856S

Default language

Czech

People responsible

Pouchlý Václav, doc. Ing., Ph.D., Ing.Paed.IGIP - principal person responsible

Units

Institute of Materials Science and Engineering
- beneficiary (2023-01-01 - 2025-12-31)
Institute of Physical Engineering
- responsible department (2022-03-29 - 2022-03-30)
Advanced Multifunctional Ceramics
- co-beneficiary (2023-01-01 - 2025-12-31)

Results

VALÁŠEK, D.; POUCHLÝ, V.; SALAMON, D. Turning of high entropy alloy into high entropy carbides by modifying carbon content during reactive sintering. CERAMICS INTERNATIONAL, 2024, vol. 50, no. 9, p. 15367-15372. ISSN: 1873-3956.
Detail

DALLAEV, R.; SPUSTA, T.; ALLAHAM, M.; SPOTZ, Z.; SOBOLA, D. Synthesis and Band Gap Characterization of High-Entropy Ceramic Powders. Crystals, 2024, vol. 14, no. 4, p. 1-10. ISSN: 2073-4352.
Detail