华南理工研发新型耐3600℃高温陶瓷材料，取得重大突破

华南理工大学材料科学与工程学院褚衍辉研究员课题组近日成功开发出一种兼具超强力学强度和耐高温的高熵多孔碳化物陶瓷材料。该材料可耐受3600℃极端高温，在航空航天、新能源等需耐受超高温的领域具有广阔应用前景，突破了相关领域的研究瓶颈。

该成果于6月5日*发表于先进材料（advancedmaterials）期刊，论文地址：https://doi.org/10.1002/adma.202507254

长期以来，在超高温环境下实现*耐氧化性是材料领域的重大挑战。现有材料各有局限：难熔合金耐温极限约2000℃；碳基复合材料（如C/C）虽可耐约3000℃，但在370℃有氧环境中便开始氧化，力学性能显著下降；传统超高温陶瓷熔点虽超过3000℃，但其抗氧化温度始终未能突破3000℃，严重制约了新一代空天飞行器热防护系统的开发。

华南理工大学研究团队自主搭建了超高温激光氧化测试平台。他们以铪（Hf）、钽（Ta）、锆（Zr）元素为基础，设计了不同组分的高熵碳化物陶瓷，并在2400-3000℃下测试其抗氧化性能。

研究发现，（Hf,Ta,Zr,W）C高熵碳化物的超高温抗氧化性能主要源于生成的具有超高熔点的钨合金。其中，钨元素的表面氧原子吸附能*高，*难氧化；而其他元素优先氧化并包裹在钨合金表面，阻碍了钨的进一步氧化。钨合金弥散分布于氧化物层中，作为高熔点骨架，提高氧化物黏度，有效降低高温挥发，并阻碍氧气向材料内部渗透。测试结果显示，其在3600℃下的抗氧化性能达到2.7μm·s?1，显著优于已报道的其他超高温材料。

该研究成果获得了期刊审稿人的高度评价，一致认为这是超高温材料领域的重大突破。论文通讯作者为华南理工大学庄磊副教授和褚衍辉研究员，*作者为该校博士研究生文子豪和刘译文。