徐昊宇 王 睿＊, 康巧玲＊, 李冬云 徐 扬 葛洪良 陆轻铱

(1中国计量大学材料与化学学院，杭州 310018)

(2南京大学化学化工学院，南京 210023)

高熵氧化物(HEOs)是指由5 种或更多元素的固溶体组成的单相氧化物，各金属元素之间的物质的量之比为5%～35%。各组元混乱无序排列使高熵材料具有高的构型熵和优良的结构稳定性[1-4]。起初是由Rost 等[5]将高熵陶瓷材料进一步拓展到HEOs领域，且首次以金属氧化物为原料，采用传统的高温固相反应法成功制备了具有单一岩盐型结构的(MgCoNiCuZn)O HEOs。这项开创性的工作表明，熵可以促进多相混合物和五相单相氧化物固溶体之间的可逆转变[6]。有趣之处在于，八面体配位的Cu2+离子的电子占据的不对称性可能会表现出Jahn-Teller 畸变，导致4 个短的和2 个长的Cu2+—O2-分离。然而，所制备的(MgCoNiCuZn)O 即使在CuO 含量为20%的情况下也能保持稳定的单相，也就是说，熵因子由于对晶格畸变的高度耐受，在支持多组分氧化物的结构稳定性方面表现优异。更准确地说，由构型熵形成的新相应称为“熵稳定”。相比之下，传统的多组分固溶体有高熵，但通常不是熵稳定的，关键的区别是存在熵驱动临界温度下的相变。此后，一系列的HEOs，如萤石型[7-8]、尖晶石型[9-13]、钙钛矿型[14-15]、O3 和P2 层状结构被发现并合成。HEOs 一般需要满足混合熵(ΔSconfi)大于1.5R[16-17]。值得注意的是，混合熵通常用构型表示，因为它占主导地位，易于量化，HEOs 的混合熵可以用公式1 计算；公式2 适用于各组分等物质的量的情况[18]；

式中R为摩尔气体常数(8.314 J·mol-1·K-1)，N为组分数，Xi和Xj分别为阳离子和阴离子的物质的量分数[19]。……