纤维增强陶瓷基复合材料 (CMC) 凭借其高韧性、强度等优势，已成为高超音速飞行器机罩材料的首选。然而，高温大气环境中的氧气氧化仍然是其进一步发展的重大障碍。

热防护涂层是缓解这一问题的重要途径。然而，CMC 中固有的材料差异或纤维取向会导致基体和纤维在温度变化时热膨胀率不同，不可避免地会产生内应力。具有讽刺意味的是，这些内应力会导致涂层开裂甚至脱落，对其有效性构成挑战。

“道之所行，在于逆而行;其用，在于弱而行。”哈尔滨工业大学(威海)特种陶瓷设计与制备重点实验室夏龙教授从古代先贤智慧中汲取灵感，提出基于逆向思维的理念框架来应对这一问题，力图以最小的“牺牲”获取更大的“回报”。

认识到防止涂层裂纹本身的难度，该团队建议利用裂纹处的氧化作用，产生的氧化物可以与抗氧化涂层发生化学或物理相互作用，以降低材料粘度。这种针对热失配裂纹的自修复被称为“双反馈自修复机制”。

该团队于 2024 年 9 月 5 日在《先进陶瓷杂志》上发表了他们的研究成果。

文章中，为了验证所提出的设计，我们制造了 SOAC@BN f /SiBN复合材料。SOAC 层采用多步喷涂工艺生产。在不同的烧结温度下检查了 SOAC 的有机到无机转变过程，证实在从有机涂层到无机涂层的转变过程中没有形成晶体结构。这一发现强调了涂层在有效粘附到基材表面方面的显著优势。

通过对 BN f /SiBN 陶瓷进行氧化试验验证，BNf/SiBN 复合材料在 1100°C 附近开始逐渐氧化，在此过程中，产生的 B 2 O 3蒸气逸出后与Si-O-Al 体系中的SiO 2发生反应，生成 SiO 2 -B 2 O 3玻璃相，使抗氧化涂层的粘度降低，使其自发流动并填充缺陷，从而封闭了氧气的渗透通道，从而有效地保护了高温下的基材。

热分析结果表明，Si-O-Al@BN f /SiBN材料体系的高温氧化失重率显著降低，由11%降至2.4%，这得益于双反馈自修复机制，在高温环境下既能保持结构的完整性，又能保持材料的力学性能。

但双反馈自修复机制的理论可行性仍需进一步深入研究，夏教授建议未来可探索增强基质氧化产物与保护涂层之间化学或物理相互作用的材料，以提高纤维复合材料的高温抗氧化性能。

其他贡献作者包括王元帅、王新宇、张翩翩、伦安琪、李跃伟、王毅、邢立哲、付正阳和杨亚楠。

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