碳化硅抗氧化涂层

原子氧下被动氧化

在1300–2300 K原子氧环境中，通过表面被动氧化行为避免活性氧化导致的材料损耗，为高超声速热防护提供稳定界面。

孟松鹤 · Zeng, Qingxuan · Zexuan, Wang · 杨帆

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

coefficient experimentally evaluated

{'zh': '', 'en': '2300'} K via

技术优势

获得关键消耗系数

通过双光子激光诱导荧光诊断实验，准确测量了1300–2300 K温度范围内SiC表面的原子氧消耗系数，为界面传热传质计算提供定量依据。

揭示氧化模式转变

结合SEM图像表征，观察到SiC表面氧化行为从活性模式向被动模式转变的过程，为设计稳定抗氧化界面提供指导。

氧化产物结构明晰

通过反应分子动力学模拟统计得到氧化产物的数量和结构，揭示了被动氧化形成的SiO2保护层在界面处的原子尺度演化。

应用场景

• 热防护材料：用被动氧化层阻止活性氧化质量损失，延长热防护寿命。
• 高超声速飞行器：为高超声速飞行器鼻锥、前缘等部位提供抗氧化涂层方案。
• 陶瓷基复合材料：作为CMC表面涂层，阻止氧原子渗透进入基体造成损伤。