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新華社長(cháng)沙8月21日電（記者謝櫻）記者21日從中南大學(xué)獲悉，中南大學(xué)粉末冶金國家實(shí)驗室黃伯云院士團隊通過(guò)大量實(shí)驗，開(kāi)發(fā)了一種新型的耐3000℃燒蝕的陶瓷涂層及其復合材料，這一發(fā)現有可能為高超聲速飛行器的研制鋪平道路。
中南大學(xué)粉末冶金研究院熊翔教授說(shuō)，高超聲速飛行意味著(zhù)其飛行速度等于或大于5倍聲速，即至少每小時(shí)6120公里。在如此高的速度下，2小時(shí)內便可完成從北京到紐約的飛行旅程，但前提是飛行器的關(guān)鍵結構部件能夠承受住劇烈的空氣摩擦和高達2000-3000℃的熱氣流沖擊而不被破壞。中南大學(xué)新發(fā)現的超高溫陶瓷涂層及其復合材料可為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結構，由Zr、Ti、C和B四種元素組成。研發(fā)團隊采用熔滲工藝將多元陶瓷相引入到多孔炭/炭復合材料中，進(jìn)而獲得一種非常有潛力的新型Zr-Ti-C-B陶瓷涂層改性的炭/炭復合材料。
“由于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，使上述涂層和復合材料表現出優(yōu)越的抗燒蝕性能和抗熱震性能，是高超聲速飛行器關(guān)鍵部件極具前途的候選材料。”熊翔說(shuō)。
團隊研發(fā)的研究成果于6月15日在《自然·通訊》（Nature Communications）上發(fā)表，中南大學(xué)粉末冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗室為本論文第一完成單位，熊翔教授為第一通訊作者，曾毅博士為第一作者。合作單位英國曼徹斯特大學(xué)對該材料進(jìn)行了表征和分析研究。
文章一經(jīng)刊出即受到了國外學(xué)界、媒體的廣泛關(guān)注?？龊蟮那?天，下載量就突破5000次，而同日刊出其余文章下載量為300-900次。英國《每日郵報》、《經(jīng)濟學(xué)人》，美國《雅虎》、《大眾機械》，俄羅斯《衛星通訊社》等世界數十家主流媒體和權威學(xué)術(shù)機構對此研究成果給予了廣泛關(guān)注和報道?！蹲匀?middot;通訊》期刊評閱人認為:“上述研究成果將會(huì )點(diǎn)燃學(xué)術(shù)界對四元體系材料在高超聲速領(lǐng)域應用的研究熱情和興趣，因為這代表著(zhù)一種極有應用前景的材料體系。”
從2002年起，在國家863、973和國家自然科學(xué)基金的支持下，在長(cháng)江學(xué)者熊翔教授帶領(lǐng)下，團隊從炭/炭復合材料的中高溫（＜1600℃）抗氧化涂層入手，試圖尋找一種具有優(yōu)異的抗氧化性能和耐燒蝕性能的新型超高溫陶瓷涂層材料。在研究過(guò)程中，所篩選的材料體系從最初的碳化硅到后來(lái)的碳化鉭、碳化鈦、碳化鋯、硼化鋯、碳化鉿等數十種體系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復合材料。直至現在，實(shí)現了3000℃超高溫環(huán)境下新型耐燒蝕陶瓷涂層開(kāi)發(fā)的突破，歷時(shí)15年。
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