項目名稱：纖維增強超高溫陶瓷基復合材料構建與應用中的科學問題研究
完成單位：中國科學院上海硅酸鹽研究所
獲獎類型：2024年度建筑材料科學技術獎基礎研究獎一等獎
該項目屬于無機非金屬材料領域，涉及纖維增強超高溫陶瓷基復合材料（簡稱超高溫陶瓷基復合材料）構建和應用中的關鍵基礎科學問題。
超高溫陶瓷基復合材料自2005年問世以來一直處于材料學科前沿，也是國際公認的戰略性尖端材料，深遠影響著新型高速飛行技術的進步。項目針對傳統超高溫陶瓷基復合材料體系單一、抗燒蝕溫域受限、難以重復使用和制備成本高等問題，建立了材料制備新方法、新機制、新體系、新策略，實現了材料基礎研究與工程應用的深度融合和貫通。
項目的主要科學發現和創新包括：1.創立了基于溶膠-凝膠調控熔滲預成型體組成和結構的反應熔滲超高溫陶瓷基復合材料制備新方法，實現多組元超高溫陶瓷基復合材料的制備和性能提升。2.發現了熔滲過程中反應熱作用下界面相的反應-類熔融損傷新機制，運用ZrC/HfC界面保護結構設計緩解界面損傷，材料彎曲強度提高1倍、耐溫能力高達2650℃，并實現低成本制備。3.發展了基于混合構型熵調控概念的高熵超高溫陶瓷基復合材料新體系，發現了該類復合材料獨有的“限域性”燒蝕機制。4.依據第一性原理，提出了利用核-殼結構燒蝕產物構筑高穩定燒蝕層的新策略，研制的材料經2500℃/300s條件下10次重復燒蝕近零損傷，解決了制約材料可重復使用的國際性難題。
項目在陶瓷及復合材料領域高水平期刊發表論文52篇，10篇代表性論文他引394次，獲授權發明專利12項。項目提出和建立的超高溫陶瓷基復合材料“新方法”、“新機制”、“新體系”、“新策略”等成果受到國內外研究機構和知名學者的廣泛關注、正面評價和跟蹤研究。項目部分成果應用于高速飛行器10余類核心熱結構，助力我國首型高速飛行器歷次飛行成功，支撐了10余型高速飛行器研制。成果已產業化，切實轉化為新質生產力。
超高溫陶瓷基復合材料結構示意圖（左圖）及典型顯微結構（右圖）
