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面向未来的超高温陶瓷材料

发布时间：

2022-04-13

超高温陶瓷材料（Ultrahigh-Temperature Ceramics,简称UHTCs）最早由美国空军开发，主要指高温环境（2000℃以上）和反应气氛中（如原子氧环境）能够保持化学稳定的一种特殊材料，通常包括硼化物、碳化物、氧化物在内的一些高熔点过渡金属化合物，由上述化合物组成的多元复合陶瓷材料统称为超高温陶瓷材料。这些高熔点过渡金属化合物中，TaC、ZrB2、HfB2、HfC等的熔点超过了3000℃，从而使得它们在极端高温条件下具有很大的应用潜力。

ZrB2和HfB2等超高温陶瓷材料最初被作为核反应堆材料进行研究，上世纪60年代美国ManLabs相关工作表明这类材料在鼻锥和尖翼前缘具有较大应用潜力。90年代美国实行SHARP计划，采用民兵III搭载考核了HfB2/SiC、ZrB2/SiC、ZrB2/SiC/C三种超高温陶瓷材料。材料回收后发现出现裂纹，分析后认为材料内部颗粒团聚缺陷是导致出现裂纹的重要现象，此次飞行试验也再一次证明超高温陶瓷材料在极端高温环境下具有很大潜力。