新型航天复合材料耐高温抗氧化

基于碳氮化铪，俄罗斯研究人员开发了一种用于航空航天领域的新型耐火复合材料。同时，碳化硅的加入提高了复合材料的熔点、热导率和抗氧化性，降低了材料的密度和生产中的能源成本。相关研究成果近日发表于《国际陶瓷》。

在空间探索的研究和实践中，当航天器穿过地球大气层时，一些部件必须承受2000以上的高温载荷。由于这个原因，由复合材料制成的隔热涂层被用于这些部件。通常情况下，复合材料需要具有较高的抗氧化性，而最常见的碳-碳复合材料在1600以上是无法使用的。当温度更高时，这种材料的氧化将变得不可控，氧气的主动供应和气态反应产物的形成将导致涂层完全燃烧。

俄罗斯国立研究技术大学结构陶瓷材料实验室研究员德米特里莫斯科夫斯基(Dmitry Moskovski)表示，研究发现，这种基于碳氮化铪的新型复合材料既耐高温又抗氧化。通过在氮气中燃烧铪和碳的混合物来合成碳氮化铪，并通过等离子烧结获得块体材料。这是一种简单、快速、节能的方法，适合工业化生产。该材料不仅在2000以上具有较高的抗氧化性，而且具有较高的力学和热物理性能。他说碳化硅的加入提高了抗氧化性，密度几乎降低了一半，但力学性能并没有降低。

莫斯科夫斯基说，这种材料可以用来制造太空火箭。由新型复合材料制成的结构段将在承受最大热负荷的完全流动停滞点提供有效的热保护。今后，研究人员打算开发利用新型复合材料生产在高速气流中运行的各种结构元件的技术。