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面向未來的超高溫陶瓷材料

發(fā)布時間：

2022-12-30

超高溫陶瓷材料（Ultrahigh-Temperature Ceramics,簡稱UHTCs）最早由美國空軍開發(fā)，主要指高溫環(huán)境（2000℃以上）和反應(yīng)氣氛中（如原子氧環(huán)境）能夠保持化學(xué)穩(wěn)定的一種特殊材料，通常包括硼化物、碳化物、氧化物在內(nèi)的一些高熔點過渡金屬化合物，由上述化合物組成的多元復(fù)合陶瓷材料統(tǒng)稱為超高溫陶瓷材料。

超高溫陶瓷材料（Ultrahigh-Temperature Ceramics,簡稱UHTCs）最早由美國空軍開發(fā)，主要指高溫環(huán)境（2000℃以上）和反應(yīng)氣氛中（如原子氧環(huán)境）能夠保持化學(xué)穩(wěn)定的一種特殊材料，通常包括硼化物、碳化物、氧化物在內(nèi)的一些高熔點過渡金屬化合物，由上述化合物組成的多元復(fù)合陶瓷材料統(tǒng)稱為超高溫陶瓷材料。這些高熔點過渡金屬化合物中，TaC、ZrB2、HfB2、HfC等的熔點超過了3000℃，從而使得它們在極端高溫條件下具有很大的應(yīng)用潛力。

ZrB2和HfB2等超高溫陶瓷材料最初被作為核反應(yīng)堆材料進(jìn)行研究，上世紀(jì)60年代美國ManLabs相關(guān)工作表明這類材料在鼻錐和尖翼前緣具有較大應(yīng)用潛力。90年代美國實行SHARP計劃，采用民兵III搭載考核了HfB2/SiC、ZrB2/SiC、ZrB2/SiC/C三種超高溫陶瓷材料。材料回收后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)裂紋，分析后認(rèn)為材料內(nèi)部顆粒團(tuán)聚缺陷是導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋的重要現(xiàn)象，此次飛行試驗也再一次證明超高溫陶瓷材料在極端高溫環(huán)境下具有很大潛力。

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