超高温陶瓷(Ultra-high Temperature Ceramic,UHTC)结构材料因其在1600℃以上氧化环境中表现出优异的抗氧化/烧蚀性能、高温强度保持率和抗热冲击性能,成为航空航天、国防装备、能源动力等领域的重要候选材料。近年来,围绕UHTC结构材料...超高温陶瓷(Ultra-high Temperature Ceramic,UHTC)结构材料因其在1600℃以上氧化环境中表现出优异的抗氧化/烧蚀性能、高温强度保持率和抗热冲击性能,成为航空航天、国防装备、能源动力等领域的重要候选材料。近年来,围绕UHTC结构材料的成分调控、微观结构设计、先进制备工艺以及性能优化等方面,基础研究和技术应用均取得了显著进展。以碳化物、硼化物、氮化物等为代表的UHTC体系,正面临着温度更高、环境更复杂的服役需求。为进一步推动极端环境用UHTC结构材料的发展,本文系统综述了该领域的最新研究进展。首先,详细阐述了UHTC粉体的合成工艺;其次,深入探讨了超高温结构陶瓷的体系、致密化方法及结构调控策略;继而重点分析了超高温陶瓷基复合材料(Ultra-high Temperature Ceramic Matrix Composites,UHTCMCs)、超高温陶瓷改性碳/碳复合材料(Ultra-high Temperature Ceramics Modified Carbon/Carbon Composites,UHTCs-C/C)以及UHTC涂层的制备技术及其性能强化策略,着重探讨了其在抗氧化/烧蚀领域的最新突破。同时,本文还指出了极端环境下UHTC结构材料在长期稳定性和可靠性方面面临的主要技术挑战,并对其未来发展趋势进行了前瞻性展望。展开更多
文摘超高温陶瓷(Ultra-high Temperature Ceramic,UHTC)结构材料因其在1600℃以上氧化环境中表现出优异的抗氧化/烧蚀性能、高温强度保持率和抗热冲击性能,成为航空航天、国防装备、能源动力等领域的重要候选材料。近年来,围绕UHTC结构材料的成分调控、微观结构设计、先进制备工艺以及性能优化等方面,基础研究和技术应用均取得了显著进展。以碳化物、硼化物、氮化物等为代表的UHTC体系,正面临着温度更高、环境更复杂的服役需求。为进一步推动极端环境用UHTC结构材料的发展,本文系统综述了该领域的最新研究进展。首先,详细阐述了UHTC粉体的合成工艺;其次,深入探讨了超高温结构陶瓷的体系、致密化方法及结构调控策略;继而重点分析了超高温陶瓷基复合材料(Ultra-high Temperature Ceramic Matrix Composites,UHTCMCs)、超高温陶瓷改性碳/碳复合材料(Ultra-high Temperature Ceramics Modified Carbon/Carbon Composites,UHTCs-C/C)以及UHTC涂层的制备技术及其性能强化策略,着重探讨了其在抗氧化/烧蚀领域的最新突破。同时,本文还指出了极端环境下UHTC结构材料在长期稳定性和可靠性方面面临的主要技术挑战,并对其未来发展趋势进行了前瞻性展望。
基金National Natural Science Foundation of China(50772089)Graduate Project of Weinan Normal University(10YKZ052)Scientific Culture Plan(11YKP018 and 11YKZ003)
