Hf改性Cf/SiHfBOC超高温陶瓷复合材料

1800°C非烧蚀热防护

采用高产量Hf改性先驱体与高压辅助浸渍技术，9个周期即实现高致密化，表面原位形成致密HfO2–SiO2氧化层，在1800°C下仍具备非烧蚀结果。

Lyu, Yang · Zhihong, Han · 赵广东 · 程源 · 周善宝 · 张幸红 · 陈贵清 · 韩文波

Journal of Advanced Ceramics 2023

具体参数

相对密度

{'zh': '~90', 'en': '~90'} %

密度

{'zh': '1.64', 'en': '1.64'} g/cm³

热冲击临界温差

{'zh': '650', 'en': '650'} °C

线性烧蚀速率

{'zh': '0.83×10⁻⁴', 'en': '0.83×10⁻⁴'} mm/s

氧化层厚度

{'zh': '93', 'en': '93'} μm

技术优势

周期骤减，效率翻倍

高压辅助浸渍让先驱体快速填充纤维束内部和间隙，仅用9个PIP周期就达到传统工艺数十次循环才能实现的约90%相对密度。

1800°C不烧蚀

Hf改性促使表面生成致密的HfO₂-SiO₂氧化层（厚93 μm），在1800°C超高温含氧环境中仍能有效阻挡氧化气体，维持极低的线性烧蚀速率。

抗热震温差翻倍

经历室温至1000°C热冲击后，临界温差高达650°C，达到传统陶瓷材料的两倍，适合反复骤冷骤热工况。

应用场景

• 高超声速飞行器热防护：在飞行器前缘能以原位氧化层实现非烧蚀防护，免去频繁更换防护层。
• 火箭喷管：兼抗高温氧化与热震，替代传统烧蚀喉衬以维持气动型面不变。
• 高温结构材料：轻质高致密且可近净成形，取代笨重的陶瓷骨架实现结构减重。
• 再入飞行器：1800°C下非烧蚀且抗热震，可避免因烧蚀变形导致再入轨迹偏差。