中南大学：可耐3000度烧蚀的短碳纤维增强碳氮化铪陶瓷基复合材料调控策略

本研究通过氮掺杂晶格调控与碳纤维增韧协同策略，开发出耐3000℃超高温陶瓷基复合材料，展现出卓越的抗热震和抗烧蚀性能。研究背景源于高速飞行技术对热防护系统的苛刻要求，超高温陶瓷因本征脆性和抗热震性差限制了应用。研究目的为解决这些问题，通过实验表征与模拟计算揭示氮元素在高温含氧环境下通过键合重构形成稳定结构，协同碳、氧构成多元素耦合网络团簇，实现多级协同防护机制。结论表明，该复合材料线烧蚀率较纯碳化铪陶瓷降低至1/14以下，耐受时长突破900秒，为超高速飞行器关键热端部件应用提供理论依据。