近期，华南理工大学材料科学与工程学院副教授庄磊及其研究团队联手研究员褚衍辉，成功研发出一种能够在极端高温环境下保持抗氧化性能的高熵碳化物（Hf，Ta，Zr，W）C材料。这项成果基于高熵多组元设计与激光氧化测试技术的结合。此材料可在高达3600℃的温度下运行，被认为是航空航天和新能源领域的理想候选材料。相关论文已在《先进材料》杂志发表，论文链接为：/10.1002/adma.202507254。
随着现代科技的飞速发展，超高声速飞行器与往返式轨道飞行器等领域对能在极端高温环境下运行的先进材料的需求日益迫切。目前已知的材料中，能在2000℃以上稳定工作的材料非常有限。难熔合金、碳基复合材料以及超高温陶瓷是满足这一需求的主要材料。
这些现有材料的性能存在明显的短板。难熔合金的耐温极限已接近2000℃，碳基复合材料虽然具有更高的耐温性，但在有氧环境下容易发生氧化，导致力学性能下降。超高温陶瓷作为一种先进的陶瓷材料，虽然熔点超过3000℃，但其抗氧化温度始终未能突破3000℃，制约了新一代空天飞行器热防护系统的研发。
为了突破这一瓶颈，研究团队将焦点放在高熵碳化物陶瓷的组分上。他们构建了超高温激光氧化测试平台，对高熵碳化物陶瓷在超高温度下的抗氧化性能进行了深入研究。（Hf，Ta，Zr，W）C材料脱颖而出，在整个测试温度范围内表现出最低的氧化深度，并且其氧化动力学遵循抛物线规律，证明了其出色的宽温域抗氧化性能。
庄磊副教授表示，研究团队利用激光考核平台进一步测试了该材料在更高温度下的氧化性能。结果显示，该材料在最高3600℃的温度下仍能保持卓越的抗氧化性能，这一成果为科学报（2025-06-19 第3版综合）所报道。这一突破有望为新一代空天飞行器的热防护系统提供重要的材料支持。
