编号：CYYJ03176

篇名：基于材料基因工程的SiCf/SiC陶瓷基复合材料抗水氧界面相研究进展

作者： 吕熙睿1；雷一明1；张思岩2；王杰民1；张洁1；王京阳1,2

关键词： 陶瓷基复合材料; 界面相; 材料基因工程; 机器学习深度势能; 组合材料芯片; 氮化硼; 稀土硅酸盐; 抗水氧腐蚀性能;

机构： 1.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心陶瓷材料研究部2.辽宁材料实验室燃氢防护技术研究所

摘要： 碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiCf/SiC CMC)是推动高推重比航空发动机发展的战略性热结构材料，界面相在调控SiCf/SiC CMC力学性能、实现非灾难性失效方面起着关键作用。传统界面相材料在严苛燃烧室环境中易受氧化和水蒸气腐蚀，导致力学性能严重退化。因此，开发先进的抗水氧腐蚀界面相材料、合理调控纤维与基体间界面的结构与组分对于实现复合材料的长寿命服役具有重要意义。针对新型界面相体系普遍存在的组分空间广阔、关键性能相互耦合、协同优化设计难度大的挑战，本文系统综述了基于材料基因工程理念，在SiCf/SiC CMC界面相领域取得的高通量计算-实验-数据驱动全链条研发进展。在氮化硼基新型界面相方面，梳理了融合深度势能分子动力学模拟与高通量组分扫描的成分筛选研究；在稀土硅酸盐新型界面相方面，总结了通过高通量理论计算指导稀土元素组合设计、多性能协同筛选优化成分的研究进展。结合典型界面相成分的制备与性能验证，表明该研究范式为先进陶瓷基复合材料的工程化设计与应用提供了可靠的数据支撑与材料基础。