多组分超高温硼化物涂层

烧蚀率近零

通过双相结构设计，在氧化烧蚀下形成致密氧化物层，实现近零的线性烧蚀率，显著提升碳/碳复合材料的抗烧蚀性能。

Lv, Junshuai · 李巍 · 李滔 · Ben, Gao · Li, Jiachen · Fu, Yanqin · Guo, Lingxiang · 张雨雷

Journal of Materials Science and Technology 2025

具体参数

线性烧蚀率

{'zh': '0.11', 'en': '0.11'} μm s⁻¹

热流密度

{'zh': '2.4', 'en': '2.4'} MW m⁻²

技术优势

烧蚀率近零

双相结构在两次120秒烧蚀后线性烧蚀率仅为0.11 μm s⁻¹，远低于传统硅基陶瓷。

氧化物层致密

Ta含量为0.1时，氧化物层鼓包但更致密；双相设计避免了富Ta相导致的过度液相流失。

自愈合机制

包晶转变形成的Ta主导液相填充缺陷，促使氧化物层致密化。

应用场景

• 高超声速飞行器热防护：用近零烧蚀率的双相涂层延长高超声速飞行器热防护材料寿命。
• 火箭发动机喉衬：替代硅基陶瓷，提高喉衬在高温高速气流下的抗侵蚀性。
• 超高温陶瓷复合材料：为UHTC复合材料提供致密氧化物保护层，抑制烧蚀退化。
• 航天器再入热防护：通过自愈合氧化物层应对再入时的极端热冲击。
• 碳/碳复合材料防护：解决C/C复合材料在氧化环境中的快速氧化问题。