【东大新闻网9月26日电】（通讯员 匡娟）近日，东南大学材料科学与工程学院、江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室沈宝龙教授团队与香港大学机械工程系陆洋教授合作，在难熔高熵合金热防护涂层方面取得重要研究进展，相关成果以《抗2100 °C氧化烧蚀钇改性高熵难熔金属硅化物涂层》（Ablation-resistant yttrium-modified high-entropy refractory metal silicide (NbMoTaW)Si2 coating for oxidizing environments up to 2100 °C）为题发表在国际权威学术期刊《Materials Today》上。
难熔高熵合金（Refractory high-entropy alloys, RHEAs）在超高温下具有优异相稳定性和力学性能，近年来在火箭喷管、航空发动机、超音速飞行器前缘等超高温应用领域引起广泛关注，然而极端环境下（超过2000 °C）抗氧化性能不足极大限制了其应用。该团队提出一种高熵设计结合稀土改性策略，采用包埋渗法在NbMoTaW难熔高熵合金表面制备稀土Y改性高熵难熔金属硅化物（HERMS）涂层，开发的Y4-HERMS涂层实现2100 °C超高温近零烧蚀，该性能超越了现有高性能硅化物涂层。原位形成的高粘度且连续致密Si-Y-O氧化层，以及作为骨架结构的高熔点Y(Nb0.5Ta0.5)O4氧化物，发挥协同作用有效保护HERMS涂层免受进一步超高温烧蚀，突破了硅化物涂层因SiO2具挥发性而在超高温烧蚀下表现不佳的局限。密度泛函理论（DFT）计算表明，稀土Y的添加促进了SiO2形成，并强化Si-O键，提高SiO2粘度，从而增强氧化膜热稳定性。此外，稀土Y改性高熵难熔金属硅化物还有效阻碍了O元素向金属硅化物层的扩散，显著提升其抗烧蚀能力。本工作为开发超高温环境热防护材料提供了新思路。
东南大学材料科学与工程学院无序合金课题组博士生匡娟为本文第一作者，材料科学与工程学院沈宝龙教授、贾喆青年首席教授、梁秀兵客座教授和香港大学陆洋教授为本文共同通讯作者，东南大学为第一通讯单位。该工作得到JWKJW基础加强计划重点基础研究计划项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mattod.2024.08.012
供稿：材料科学与工程学院
（责任编辑：吴涵玉 审核：宋业春）
