石林，闫联生，张强，孟祥利

（西安航天材料研究所，西安 710025）

0 前言

高于1 600 ℃，甚至超过2 200 ℃，被认为是航空航天领域特有需求的超高温领域[1]。固体火箭发动机（SRM）是具有代表性的超高温领域应用，因为其喷管的工作温度在高压气体和高速粒子冲刷的氧化环境下会瞬间从室温上升到3 000 ℃，甚至更高[2-4]。所以火箭燃烧室、推进器、喷管必须满足以下几点要求：熔点高，力学性能良好，耐机械冲蚀，抗氧化。另一具有代表性的超高温应用是高超音速飞行器，因为飞行器热防护系统必须具有能够在超高温下承受高温、高热流和发射和再入空间或在大气层中飞行振动和热载[5-7]。因此，发展具有良好抗氧化性，抗热振性，耐烧蚀性和尺寸稳定性的热防护材料是必需的。

基于以上航空航天超高温材料领域的要求，大量研究人员将注意力集中于具备优异高温强度，良好断裂韧性，抗热振性，耐烧蚀性和可靠性的C/C以及C/SiC复合材料[8-10]。这些材料用于火箭发动机燃烧室，推进器，喷管以及高超音速飞行器热防护系统被广泛研究[11，12]。虽然C/C复合材料可以被用作3 000 ℃以上的热结构材料，但是超高温和高速气体冲刷的氧化环境下C/C复合材料会迅速发生烧蚀和氧化，这限制了其在先进航天系统的应用[13]。此外，C/SiC复合材料在氧化环境有一个长期的工作温度限制由于SiC基质从惰性氧化到活性氧化的转变[14]。所以研究人员一直在寻找改善C/C和C/SiC复合材料超高温范围内抗氧化和机械抗蚀性能的方法。……