近日，筆者從(cong) 中南大學獲悉，中南大學粉末冶金國家實驗室黃伯雲(yun) 院士團隊通過大量實驗．開發了一種新型的耐3000℃燒蝕的陶瓷塗層及其複合材料，這一發現有可能為(wei) 高超聲速飛行器的研製鋪平道路。

 中南大學粉末冶金研究院熊翔教授說，高超聲速飛行意味著其飛行速度等於(yu) 或大於(yu) 5倍聲速，即至少每小時6120公裏。在如此高的速度下，2小時內(nei) 便可完成從(cong) 北京到紐約的飛行旅程，但前提是飛行器的關(guan) 鍵結構部件能夠承受住劇烈的空氣摩擦和高達2000℃～3000℃的熱氣流衝(chong) 擊而不被破壞。中南大學新發現的超高溫陶瓷塗層及其複合材料可為(wei) 上述部件提供較好的保護。

 這種陶瓷是一種多元含硼單相碳化物，具有穩定的碳化物晶體(ti) 結構，由Zr、Ti、C和B四種元素組成。研發團隊采用熔滲工藝將多元陶瓷相引入到多孔炭／炭複合材料中，進而獲得一種非常有潛力的新型Zr-Ti-C—B陶瓷塗層改性的炭／炭複合材料。

 “由於(yu) 這種超高溫陶瓷兼具了碳化物的高溫適應性和硼化物的抗氧化特性，使上述塗層和複合材料表現出優(you) 越的抗燒蝕性能和抗熱震性能，是高超聲速飛行器關(guan) 鍵部件極具前途的侯選材料。”熊翔說。

 團隊研發的研究成果於(yu) 6月15日在《自然·通訊》(Nature Communications)上發表，中南大學粉末冶金國家重點實驗室為(wei) 本論文第一完成單位，熊翔教授為(wei) 第一通訊作者，曾毅博士為(wei) 第一作者。合作單位英國曼徹斯特大學對該材料進行了表征和分析研究。

 文章一經刊出即受到了國外學界、媒體(ti) 的廣泛關(guan) 注。刊出後的前3天，下載量就突破5000次，而同日刊出其餘(yu) 文章下載量為(wei) 300次—900次。英國《每日郵報》《經濟學人》，美國《雅虎>《大眾(zhong) 機械》，俄羅斯《衛星通訊社》等世界數十家主流媒體(ti) 和權威學術機構對此研究成果給予了廣泛關(guan) 注和報道。《自然·通訊》期刊評閱人認為(wei) ：“上述研究成果將會(hui) 點燃學術界對四元體(ti) 係材料在高超聲速領域應用的研究熱情和興(xing) 趣，因為(wei) 這代表著一種極有應用前景的材料體(ti) 係。”

  從(cong) 2002年起，在國家“863”“973”和國家自然科學基金的支持下，在長江學者熊翔教授帶領下，團隊從(cong) 炭／炭複合材料的中高溫(<1600C)抗氧化塗層人手，試圖尋找一種具有優(you) 異的抗氧化性能和耐燒蝕性能的新型超高溫陶瓷塗層材料。在研究過程中，所篩選的材料體(ti) 係從(cong) 最初的碳化矽到後來的碳化鉭、碳化鈦、碳化鋯、硼化鋯、碳化鉿等數十種體(ti) 係以及數百種成分含量的高溫材料，幾乎涉及了所有現存的超高溫陶瓷和高溫複合材料。直至現在，實現了3000℃超高溫環境下新型耐燒蝕陶瓷塗屢開發的突破，曆時15年。