多相多元陶瓷间的固态反应增强烧蚀性能

发布时间：2024-06-03 16:05:52 栏目：生活

导读 多组分超高温陶瓷 (UHTC) 因其优异的高温机械性能、较低的热导率和增强的抗氧化性而受到广泛研究关注。多相设计是一种有前途的方法，可以...

多组分超高温陶瓷 (UHTC) 因其优异的高温机械性能、较低的热导率和增强的抗氧化性而受到广泛研究关注。多相设计是一种有前途的方法，可以提高多组分 UHTC 的抗烧蚀性，有可能满足航空航天对热防护材料 (TPM) 的严格要求。然而，了解多相多组分陶瓷的烧蚀机理是基础。



过去，人们普遍认为多相多元UHTC在烧蚀过程中各组成相之间不会发生反应。然而，中南大学熊翔和曾毅团队报道了烧蚀过程中不同多元相之间新的固态反应过程。他们的研究重点是富Hf碳化物、富Nb碳化物和富Zr硅化物相组成的三相多元陶瓷。更重要的是，他们发现烧蚀性能也受到这种固态反应的影响。

具体来说，这种固态反应发生在基质/氧化物层界面区域。在此过程中，金属阳离子在多组分相之间反向扩散，导致其成分发生变化。

“成分的演变使得底层多组分相即使在较高的氧分压下也能保持稳定，从而提高了三相多组分陶瓷的热力学稳定性，”熊教授解释道。“此外，这种固态反应过程似乎与氧化皮中的优先氧化行为具有协同作用，在特定温度范围内提高了烧蚀性能。”

“目前的发现证明，多相设计可使多组分陶瓷实现更好的烧蚀性能。所获得的结果也可能为未来开发多相多组分 UHTC 提供初步基础，”曾补充道。

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