中南大学：利用元素协同效应提高抗烧蚀性能的Zr₁/₂Hf₁/₃Ti₁/₁₂Ta₁/₁₂C陶瓷

本文针对超高温碳化物陶瓷抗烧蚀性能提升需求展开研究。背景方面，传统二元超高温碳化物陶瓷因形成多孔氧化层导致抗烧蚀性能不足，而多元陶瓷构建被认为是有效改进策略。研究目的旨在揭示Ti、Ta元素的协同作用机制，通过对比ZHTi、ZHTa和ZHTT三种材料的烧蚀行为，探究元素组合对抗烧蚀性能的影响规律。研究结论表明：Ti元素通过外向扩散实现氧化层自修复但会导致基体严重损耗，Ta元素能形成低挥发性氧化物降低基体损耗但缺乏自修复能力，而ZHTT陶瓷通过Ti-Ta协同效应同时实现了氧化层自修复和低基体损耗，其烧蚀损耗速率（3.33μm/s）和氧化层线性膨胀速率（2.00μm/s）均表现最优，展现出突破性的抗烧蚀性能。