新型高速飛行器快速發(fā)展，對材料的綜合性能提出了更嚴苛的要求。近日，來自中科院上硅所等單位的研究人員首次系統(tǒng)研究了5 mW/m2熱流下，Cf/(Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)C-SiC高熵陶瓷基復合材料的空氣等離子燒蝕行為，提供了溫度高達2430℃的準真實高超音速服役環(huán)境。

Cf/（Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2）C-SiC復合材料具有優(yōu)異的抗燒蝕性能，線性 衰退率 約 2.89 μm/s，質量衰退率約2.60 mg/s，可歸因于樣品表面形成的致密穩(wěn)定的氧化物層。（Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2）C在燒蝕中心氧化成高熵氧化物(TiZrHfNbTa)Ox，形成具有均勻分散的(TiZrHfNbTa)Ox微球的高黏性SiO2熔體。在燒蝕中心邊緣，冷卻過程中會發(fā)生沉淀，氧化物層變成板狀（Hf0.5Zr0.5O2）'骨架，被（TiNbTaO7-y）＇納米晶體和連續(xù)SiO2熔體包圍。而（Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2）C氧 化 生 成（Hf0.5Zr0.5O2）＇和（TiNbTaO7-y）＇在燒蝕過渡區(qū)和溫度較低的外部區(qū)域占主導地位。燒蝕過程中形成的多相氧化物為超高溫下的內部材料提供了穩(wěn)定且高度自愈的保護層。相關研究成果以Ablation behavior and mechanisms of Cf/（Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2）C-SiC high-entropy ceramic matrix composites為題發(fā)表在復合材料領域頂級期刊Composites Part B: Engineering上。