SiC界面热化学反应演化响应机理研究

超高温陶瓷是保障飞行器在极端热环境下安全服役的理想热防护材料之一,其中SiC组分由于其优异的力热性能已成为陶瓷基体或抗氧化涂层领域的研究热点。但由于目前尚未能清晰认知其在高温边界层内界面热响应演化的复杂机理,限制了其热防护性能设计的进一步提升。为在微观尺度上研究SiC复杂界面演化及热响应机制提供新的可能,采用基于反应力场的反应分子动力学模拟方法,模拟了SiC界面的高温演化过程,并探究了界面在温度和压强变化下的热响应机理,包括热氧化反应及升华等;计算了典型工况下SiC界面的氧化反应速率、升华速率及烧蚀速率,并将计算获得的烧蚀后退速率结果与文献实验结果进行了对比,发现误差在10%以内,进一步验证了该方法在材料界面热化学反应定量计算方面应用的可行性。