一、碳化锆之高超声速飞行的新材料：涂层可耐℃高温
6月14日,中南大学的研究人员在中国和英国曼彻斯特大学的研究人员在英国自然通讯发表题为“氧化环境°C的烧蚀抗碳化Zr08Ti02C074B026”(Zr08Ti02C074B026 forupto3000°C)。曼彻斯特大学和中南大学合作创建一个新的陶瓷涂层材料,可以彻底改变超音速客机,太空飞行器和其他国防领域,根据7月6日其网站上的研究总结。 高超音速飞行意味着飞机将以5马赫或更高的速度飞行，或者至少是音速的5倍。当飞机以这种速度飞行时，大气中的空气摩擦力非常大，产生极高的热量，这可能对飞机或导弹的结构完整性产生严重影响。这是因为空气摩擦引起的如此高速可以使飞机或武器被包裹在多达℃℃的环境中。结构问题主要由氧化和热烧蚀过程引起。当极热空气与高超音速飞行器或物体的金属表面接触时，就会发生这种情况。为了解决这一问题，航空发动机和高超声速飞行器(如火箭、可重复使用的航天器和防御导弹)需要使用超高温陶瓷材料。 然而，目前，即使是传统的技术也不能满足与极端速度和温度飞行相关的热烧蚀要求。曼彻斯特大学和罗伊斯研究所的研究人员与中南大学合作，设计制造了一种新型碳化物涂层，与现有的涂层相比，这种涂层可以达到高达℃的耐高温，具有非常明显的优势。 曼彻斯特皇家学院(royal college of Manchester)名誉教授菲利普•威瑟斯(Philip Withers)表示:“未来的高超音速航空飞行器有可能超越运输速度。一架高超音速飞机可以在两小时内从伦敦飞到纽约，彻底改变了商务旅行者和常客的旅行体验。但高超声速飞行器目前面临的最大挑战之一，是如何保护前缘、燃烧室和鼻尖等关键部件，使它们在极端温度下飞行时能够承受剧烈空气摩擦造成的严重氧化和热侵蚀。 到目前为止，曼彻斯特大学和中南大学的研究小组已经开发出一种碳化物涂层，其耐热性是传统涂层(碳化锆ZrC)的12倍。碳化锆是一种非常坚硬的耐火陶瓷材料，广泛应用于刀具。这种新型的涂层有很明显的性能改善,主要是由于其独特的涂层结构和特点,曼彻斯特大学材料学院做了深入研究,中南大学粉末冶金研究院已经成功地取得了这种材料的生产和准备。该涂层不仅具有很好的耐热极限，而且大大提高了抗氧化性。 上图是位于湖南省长沙市的中南大学校园。下图为学校粉末冶金研究所的校徽。拥有粉末冶金国家重点实验室和粉末冶金国家工程中心(中南大学图片)。 涂层材料的这种独特性能是由于使用了一种称为反应熔体渗透(RMI)的工艺技术，这大大减少了制备材料所需的时间，并添加了增强的碳-碳复合材料。这使得涂层不仅具有很高的强度，而且对材料表面的侵蚀和降解也有很强的抵抗力。 领导这项研究的曼彻斯特大学材料科学教授肖平解释说:“目前的候选材料在极端环境下的用途非常有限，因此探索耐热、抗氧化性能更好的单相陶瓷材料非常有价值。此外，相关的实验结果表明，将这种陶瓷引入碳纤维增强碳基复合材料中，可能是提高抗热震性能的有效途径。
二、碳化锆之【科研进展】我实验室首次合成出六方相碳化锆二维材料
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