HfB2–SiC–HfC氧化过程与机理的宏微观双尺度研究

项目名称： HfB2–SiC–HfC氧化过程与机理的宏微观双尺度研究

项目编号： No.51402023

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 李辉

作者单位： 长安大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 近空间高超音速飞行器所面临的苛刻服役环境对材料的耐高温性能提出严峻挑战，需要发展在2000~3000 oC高温环境中稳定工作的耐超高温抗氧化材料。本项目以未来新型飞行器的热防护材料为应用背景，选择HfB2–SiC–HfC材料体系为研究对象，基于微观第一性原理与宏观热力学、有限元法相结合的宏/微观双尺度方法，研究材料在分子氧和原子氧条件下的氧化行为，考察材料的平衡/非平衡氧化热力学、表面吸附与扩散、化学反应动力学等方面，设计相关实验并采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪等分析测试设备验证理论计算结果的合理性，从而建立HfB2–SiC–HfC的宏/微观氧化过程与机理模型，阐明氧化服役过程中材料的微结构形成及演化规律，揭示材料微结构与性能的关系，最终为铪基超高温陶瓷材料的发展与应用提供理论指导，为重复使用轻质热防护材料的设计及安全服役提供科学基础。

中文关键词： HfB2-SiC-HfC；超高温陶瓷；氧化过程机理；第一性原理；热力学

英文摘要： The hypersonic flight vehicles will suffer in the atmosphere of extreme thermal and chemical environments, which present scientific challenges to the resistance of ultra-high temperature for materials. Ultra High Temperature Ceramics (UHTC), which are che

英文关键词： HfB2-SiC-HfC；Ultra–high temperature ceramics; UHTCs；Oxidation process and mechanism；First-principles；Thermodynamics