阳离子替代调控A2B2O7型烧绿石热导率的分子动力学机制与性能优化研究

来自多机构的研究团队通过分子动力学模拟，系统研究了七种不同元素替代对La2Zr2O7烧绿石热导率的调控机制。发现单元素掺杂时50%浓度可实现最小热导率，多元素掺杂则呈现聚类分布规律，为新型热障涂层材料设计提供了重要理论依据。

　　

通过分子动力学模拟（Molecular Dynamics Simulations）揭示了阳离子替代对A₂B₂O₇烧绿石（pyrochlores）热导率的调控机制。研究发现当Zr⁴⁺位点被七种不同元素替代时，单元素掺杂在50%浓度处出现热导率最低值，此时晶体结构无序度达到峰值。最小热导率与替代元素的尺寸差和质量差呈正相关，而多元素掺杂体系则表现出独特的聚类分布特征，表明通过精准控制单一元素掺杂浓度即可实现与多元素掺杂相当的热导率降低效果。该研究为新型热障涂层（Thermal Barrier Coatings）材料的理性设计提供了重要理论指导。