Cerâmica de alta entropia (HECs) representa uma classe emergente de materiais multifuncionais que exploram o conceito de design de alta entropia – incorporando cerâmica de alta entropia (HECs) representa uma classe emergente de materiais multifuncionais que exploram o conceito de design de alta entropia— incorporando múltiplos elementos principais em proporções equimolares ou quase-equimolares em uma única rede cristalina— para alcançar combinações de propriedades inacessíveis por cerâmica convencional. Estes materiais possuem potencial científico significativo de promessa e aplicação no campo da tribologia. Uma revisão convidada completa publicada no Journal of Advanced Ceramics avalia criticamente o estado atual da pesquisa tribológica sobre HECs, identificando desafios principais e delineando direções futuras para o campo. A revisão abrange seis grandes famílias de HEC: carbonetos, boros, silícidos, óxidos, nitridos e fases MAX, com base em uma triagem sistemática de sobre 500 publicações. Análise comparativa revela que carbonetos e nitridos receberam muito mais atenção na pesquisa do que silícidas e borides, destacando um panorama de pesquisa desequilibrado. No geral, os HECs apresentam resistência superior ao desgaste e lubrificação adaptativa em comparação com a cerâmica convencional, um benefício atribuído aos efeitos sinérgicos da distorção da rede, difusão lenta e o "efeito de cóctel" intrínseco a sistemas de alta entropia, que, coletivamente, melhoram as propriedades mecânicas e a responsividade triboquímica. No entanto, a revisão enfatiza que o campo permanece em sua infância, enfrentando três grandes obstáculos. Primeiro, a ausência de protocolos de teste tribológicos padronizados dificulta as comparações de estudos cruzados, dada a ampla variação nas condições de teste, tais como carga, velocidade de deslizamento, temperatura e materiais de contracorpo. Em segundo lugar, os mecanismos subjacentes ao efeito de alta entropia na fricção e desgaste— particularmente o acoplamento entre o comportamento de estabilização e oxidação impulsionado pela entropia em temperaturas elevadas— continuam mal entendidos.

Terceiro, o alto custo de síntese dos HECs, que atualmente dependem fortemente de processos intensivos em energia, como sinterização de plasma de faísca, limita a sua escalabilidade para a adoção industrial. Para enfrentar estes desafios, a revisão identifica três vias prioritárias: design racional baseado em dados, modelagem mecanística em multi- escala e estratégias de fabricação econômicas. O autor correspondente da revisão comentou: "A cerâmica de alta entropia oferece uma nova plataforma de materiais para lubrificação adaptativa em condições extremas. No entanto, para colmatar a diferença entre pesquisa laboratorial e aplicação industrial, é essencial estabelecer padrões unificados de avaliação de desempenho e aprofundar a compreensão dos mecanismos tribológicos de alta entropia através da caracterização in situ, aprendizagem automática e abordagens digitais duplas." Ele enfatizou ainda mais que o desenvolvimento de sistemas elementares de baixo custo e tecnologias de revestimento escalables representa a rota mais viável para a tradução industrial. Esta revisão não só fornece um resumo sistemático dos resultados atuais na tribologia HEC, mas também oferece um roteiro claro para o design racional e transferência de tecnologia. À medida que as metodologias baseadas em dados e técnicas de fabricação avançadas convergem, os HEC estão prontos para desempenhar um papel crítico em componentes de serviço extremo, como rolamentos de motores aeroespaciais, ferramentas de corte de alta velocidade e peças de reactor nuclear, fornecendo soluções de materiais de próxima geração que combinam resistência ao desgaste e autolubrificação para sistemas mecânicos avançados. A equipe publicou seu trabalho no Journal of Advanced Ceramics no 28 Agosto 2026. Elaboração pelo Professor Hengzhong Fan do Instituto de Física Química de Lanzhou, Academia de Ciências Chinesa (foco de pesquisa: Proteção da lubrificação e avaliação do desempenho de equipamentos de alta gama em ambientes extremos) sobre a revisão convidada publicada no Journal of Advanced Ceramics: "Esta revisão convidada, concluída pela nossa equipe em colaboração com várias instituições de pesquisa nacionais, sistematicamente Resumiu o progresso da pesquisa de cerâmicas de alta entropia no campo da tribologia. Como uma classe emergente de materiais multifuncionais, cerâmica de alta entropia alavanca o conceito único de design de alta entropia—incorporando múltiplos elementos principais em proporções equimolares ou quase- equimolares em uma única rede cristalina— para alcançar combinações de propriedades inacessíveis pelas cerâmicas convencionais.

Eles apresentam valor científico significativo e potencial de aplicação em aplicações tribológicas em condições extremas." Este trabalho investiga de forma abrangente os comportamentos tribológicos de seis sistemas HEC principais, incluindo carburos, boros, silícidos, óxidos, nitridos e fases MAX. Baseado na análise sistemática de sobre 500 estudos publicados, um desequilíbrio óbvio de pesquisa é encontrado: carbonetos e nitridos foram amplamente estudados, enquanto silicidos e boridos são raramente relatados. Beneficiando dos efeitos sinérgicos da distorção da rede, da lenta difusão e dos efeitos de coquetel, os HECs apresentam resistência ao desgaste muito superior e desempenho autolubrificado adaptativo em comparação com a cerâmica tradicional, otimizando as propriedades mecânicas e a resposta triboquímica dos materiais. " No entanto, a tribologia HEC ainda está na fase inicial do desenvolvimento e enfrenta três obstáculos principais. Primeiro, parâmetros de teste inconsistentes, como carga, velocidade de deslizamento, temperatura e materiais de contracorpo levam a dados tribológicos não padronizados, dificultando a análise comparativa de estudos cruzados. Em segundo lugar, o mecanismo de acoplamento entre efeito de alta entropia, estabilização estrutural e oxidação de alta temperatura durante a fricção e o desgaste permanece incerto. Terceiro, o método de fabricação principal de sinterização de plasma de faísca é intensivo em energia e caro, restringindo severamente a aplicação industrial em larga escala de HECs. Com a integração de métodos baseados em dados e tecnologias de fabricação avançadas, os HECs se tornarão uma nova geração de materiais autolubrificados e resistentes ao desgaste para componentes de extrema condição, como rolamentos aeromotores, ferramentas de corte de alta velocidade e peças de reator nuclear, fornecendo soluções confiáveis de materiais para sistemas mecânicos avançados." Outros contribuintes incluem Xiande Zheng, Wei Yan, Jingqing Zhang, Guoqing Wei, Yunfeng Su, Hongxiang Chen, Yongsheng Zhang do Laboratório Estadual de Lubrificação Solida, Instituto de Física Química de Lanzhou, Academia Chinesa de Ciências, China; Qichun Sun da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Jiaotong de Lanzhou, China; Jicheng Li do Laboratório Chave de Materiais Marinhos Avançados, Instituto Ningbo de Tecnologia e Engenharia de Materiais, Academia Chinesa de Ciências, China; Yanchun Zhou, do Laboratório Suzhou, China; Qiangqiang Zhang, da Faculdade de Engenharia Civil e Mecânica, Universidade de Lanzhou, China; Weibin Zhang, do Laboratório Estadual de Revestimentos para Equipamentos Avançados, Escola de Ciência e Engenharia dos Materiais, Universidade Shandong, China; Yuan Fang, da Faculdade de Ciência e Engenharia dos Materiais, Shaanxi Laboratório de Chave Preparação e Funcionalização Verde para Materiais Inorgânicos, Shaanxi University of Science and Technology, China; Mingliang Li, da Escola de Ciência e Engenharia dos Materiales, Fujian University of Technology, China; Hailong Wang, do Laboratório Nacional de Materiais Metálicos Especiais Raros, Zhengzhou University, China. O Hengzhong Fan é pesquisador do Instituto de Física Química de Lanzhou, Academia de Ciências Chinesa.

Weibin Zhang é professor na Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Shandong. Seus principais interesses de pesquisa cobrem o design teórico de materiais duros e resistentes ao desgaste, o desenvolvimento de tecnologias de engenharia do genoma de materiais e aplicações de aprendizado de máquina no design de materiais. Yongsheng Zhang é pesquisador do Instituto de Física Química de Lanzhou, Academia de Ciências Chinesa. Sua pesquisa se concentra principalmente na criação de novos materiais e suas propriedades de atrito, desgaste, lubrificação e vedação. Este trabalho foi suportado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (Nos. U 23 A 20562, U 25 A 20229, e 52502081 ), Fundação Pós-Doutorado da China (Grave No. 2025 M 770063 ), o Projeto do Fundo para a Juventude da Província de Gansu (No. 24 JRRA 040 ) e o Programa de Ciência e Tecnologia da Província de Gansu (No. 23 ZDKA 0001 ).