相關成果已發表在《難熔金屬和硬質材料國際雜誌》（International Journal of Refractory Metals and Hard Materials）上。
高熵硼化物是金屬與硼的化合物，是製作超高溫陶瓷的一種材質，近十年來一直受到廣泛研究。這種硼化物基材料可承受3000°C以上的高溫，並具有高硬度高、耐腐蝕和抗氧化性等特點。托木斯克理工大學表示，這些特性使其可用於製造高溫發動機部件、核反應堆組件、工業爐及其他在腐蝕性環境中運行的設備。
這一大學還指出，儘管研究人員預估高熵硼化物具有巨大潛力，但迄今為止，但目前全球尚未實現生產。採用已知現有方法合成硼化物需使用昂貴的專門設備，並且只能在高溫且惰性環境下進行，因為在這種環境下化學反應的速率降至最低。此外，這一合成過程非常耗時。
托木斯克理工大學能源工業先進材料實驗室的團隊提出了一種更簡單、更易行的方法：非真空電弧合成法。這一團隊的研究人員利用直流電弧放電技術（這種技術可以在短時間內 —— 從幾秒到幾分鐘內達到極高溫度）合成了高熵硼化物。
相關研究人員解釋說，在電弧放電過程中，會形成由一氧化碳和二氧化碳組成的氣體保護焊，防止產物被大氣中的氧氣氧化，因此，硼化物可以在露天環境中合成，無需使用專門的真空氣體設備。這種在露天環境中合成的方法顯著簡化了工藝流程，降低了能耗，並提高了整體生產率。
托木斯克理工大學能源工業先進材料實驗室負責人亞歷山大·樸說：“與以往的研究不同，本次使用了電功率更大的三相電弧反應器，能夠加工更多數量的原料。”
他還說道，研究人員用合成的高熵硼化物製成了塊狀陶瓷樣品，其密度高達96.5%，硬度達28.8吉帕斯卡，比鋼材硬10倍。
托木斯克理工大學能源工業先進材料實驗室初級研究員阿麗娜·斯維努霍娃表示：“2024年，托木斯克理工大學通過電弧等離子體法在露天環境下合成了二硼化鈦，這是一種用於製成超高溫陶瓷的材料，自1961年來就已被發現，並日益廣泛地應用於製造在極端條件下運行設備的部件，例如核反應堆。在最新的研究中，我們合成了一種高熵硼化物，除了硼和鈦之外，還含有鋯、鈮、鉿和鉭。”
她還介紹道，可通過改變金屬硼化物的成分來調整其性能，這對製造新材料至關重要。
斯維努霍娃還補充說：“我們所獲得的塊狀陶瓷樣品在硬度上可與使用其他方法所獲得的粉狀樣品相媲美，某些情況下甚至優於科學文獻中描述的類似材料。”
托木斯克理工大學研究人員計劃今後將繼續致力於合成由不同化學物質組成的各種已知和新型的由高熵硼化物
這一研究是在俄羅斯科學基金會資助下完成的。