高熵金属陶瓷接头
耐1000°C剪切
在C/C复合材料间原位合成单相高熵金属陶瓷，避免传统多层脆性反应层。
Laifu, Wu · Wang, Xincheng · Xueke, Feng · Chai, Ben · Mao, Yue · 傅莉
Ceramics International 2024
参数信息
- 室温剪切强度（TiZrHfTa/Ni接头）
- 37.49 ± 1.44 MPa
- 室温剪切强度（ZrHfNbTa/Ni接头）
- 38.95 ± 1.26 MPa
- 1000°C剪切强度（ZrHfNbTa/Ni接头）
- 28.54 ± 1.71 MPa
技术优势
接头在1000°C仍保持高强度
ZrHfNbTa/Ni接头在1000°C下剪切强度为28.54±1.71 MPa，归因于(Zr-Hf-Nb-Ta)C相比(Ti-Zr-Hf-Ta)C具有更好的高温稳定性。
形成单一高熵金属陶瓷而非多层脆性反应层
两种接头在1800°C/30 min下均由近等摩尔高熵碳化物硬质相和近纯Ni粘结相组成，避免了传统多层反应区的脆性。
激光织构互锁结构增强接头
C/C复合材料表面的激光织构图案在界面处形成了大量互锁结构，进一步提高了接头的剪切强度。
剪切失效发生在C/C复合材料内部而非接头
室温和1000°C剪切测试后，所有接头的断裂主要发生在靠近反应层的C/C复合材料内，表明接头强度高于母材。
应用场景
- C/C复合材料连接：用高熵金属陶瓷反应层替代传统脆性多层，提高C/C接头强度。
- 高温结构件：接头在1000°C仍保持28.54 MPa剪切强度，可用于高温承力结构。
- 高超音速热防护：耐1000°C剪切且失效在母材，防止热防护系统界面脱粘。
- 航天器烧蚀部件：高熵碳化物相提升接头高温稳定性，适应烧蚀环境。
- 高温紧固连接：原位形成强韧金属陶瓷，替代高温下松动的机械紧固。