清洁能源和太空探索的现代需求需要材料科学家开发出在宇宙极端条件下发挥作用的材料。近日，印第安纳大学与普渡大学印第安纳波利斯联合分校Babak Anasori对适用于极端环境的超高温陶瓷进行了综述研究。
本文要点：
1) 高超音速飞行和核技术的最新进展将一系列超高温陶瓷（UHTC）的难熔过渡金属碳化物、氮化物和二硼化物带到了最科学前沿。这些材料具有极高的熔点（>4000 °C），高热导率（>140 W m−1 K−1）和强过渡金属与非金属结合（>600 GPa机械刚度），这有望使其能够在极端环境中应用。
2) 该综述涵盖了金属-非金属（M–X）化学与UHTC的高温、热、机械和氧化行为的关系，并讨论了合成和潜在添加剂对其性能的影响。此外，作者还介绍了新的研究领域，包括增材制造、高熵成分和2D材料的进展，以改善UHTC的加工和性能。对化学-合成-加工关系的关注将是实现创新设计的关键，使UHTC成为极端环境材料。
Brian C. Wyatt et.al Ultra-high temperature ceramics for extreme environments Nature Reviews Materials 2023
DOI: 10.1038/s41578-023-00619-0
https://doi.org/10.1038/s41578-023-00619-0
