冯培忠、任宣儒等Corrosion Science：高阻氧涂层的最新成果

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碳基结构材料是一种在国防和民用领域有着广泛应用前景的先进结构材料，然而其易氧化性极大限制了其发展。涂层技术是提升其抗氧化性能最行之有效的方式。然而，涂层对碳基体的氧化防护是一个动态过程，其氧化防护质量的好坏既与涂层制备工艺相关，又与涂层组分及结构在氧化环境下的氧化损耗与动态稳定性相关，导致碳等易氧化先进结构材料表面高质量抗氧化涂层的制备极为困难。针对该问题，近期材料与物理学院硕士生张盟林在任宣儒和冯培忠老师的指导下在该领域取得新进展，首次建立了高阻氧涂层的概念并创建涂层高阻氧评价体系，提出从静态阻氧和动态阻氧两个方面来提升涂层抗氧化能力的新思路。

       该研究以HfB2-SiC涂层为例，针对其在1700℃下抗氧化能力的不足，通过放电等离子烧结法提供的低温热压快速烧结工艺来制备高致密度涂层，以提升涂层的静态阻氧能力；通过TaSi2的添加，利用TaSi2的惰化保护能力和体积膨胀效应抑制SiC的活化氧化和HfB2在1700℃的氧化疏松化，提升涂层的动态阻氧能力。同时，TaSi2的自生分离和SiO2玻璃的外生剥离，加速了双过渡金属Hf/Ta氧化物纳米晶颗粒的弥散，形成了Hf-Ta-B-Si-O复相玻璃层，进而通过高阻氧评价，证实双过渡金属氧化物纳米晶颗粒的弥散有助于降低复相玻璃层的氧气渗透率，提高涂层的氧化防护效率。
       该项研究成果在冶金领域TOP期刊《Corrosion Science》（中科院材料科学大区1区，2019-2020年影响因子：6.479）上在线发表，题目为“Oxidation inhibition behaviors of the HfB2-SiC-TaSi2 coating for carbon structural materials at 1700 ℃（https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108982）”。硕士研究生张盟林与任宣儒副教授为论文共同第一作者，冯培忠教授、任宣儒副教授为共同通讯作者，中国矿业大学是本文的第一作者及通讯作者单位。该研究工作得到了国家自然科学基金（No. 51972338, 51874305）和国防基础研究计划（JCKYS2019607004-01）等项目的资助。


       文章来源：中国矿业大学
       冯培忠，男，1976年08月生，陕西合阳人，中国矿业大学教授。1998年07月于中国矿业大学获学士学位，2003年07月获硕士学位，2007年03月于北京科技大学获博士学位，同年来到中国矿业大学材料科学与工程学院工作，2012年10月从中国矿业大学矿业工程博士后流动站出站，2010年被选为徐州市首批科技镇长团成员，2011年遴选为中国矿业大学第八批优秀青年骨干教师，2012年入选江苏省“青蓝工程”优秀中青年学术带头人，2012年10月至2013年10月在英国利物浦大学进行国家公派访问学者研究。主要从事高温结构硅化物、多孔材料、含钼固体废弃物回收利用的研究。先后完成教育部博士点基金、江苏省自然科学基金、中国博士后科学基金特别资助以及江苏省高等教育教改研究课题和江苏省研究生教育教学改革研究课题等项目，目前承担国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费等课题。
       任宣儒，博士，男，1986年生,中国矿业大学。2015年毕业于西北工业大学材料学院材料学专业，获工学博士学位，陕西省优秀博士学位论文获得者。15年12月就职于中国矿业大学材料学院。中国硅酸盐学会矿物材料分会青年理事。Journal of the American ceramic society，Journal of the European ceramic society，Corrosion Science, Ceramics International，Composites: Part B.等Top期刊审稿人，主要研究方向为超高温陶瓷粉体合成、碳材料表面抗氧化涂层制备及氧化防护机理研究。主持国家自然科学基金面上项目1项，国家自然科学基金青年基金1项，国防科工局国防科技重点实验室基金子课题1项，江苏省“双创计划”科技副总项目1项，中央高校基本科研业务费专项资金青年科技基金项目1项，中央高校基本科研业务费专项资金国防科技预研基金项目1项，参与国家自然科学基金创新研究群体项目、国家自然科学基金面上项目及总装预研项目等多项科研项目。近年来，在Journal of the American ceramic society，Journal of the European ceramic society，Corrosion Science， Composites: Part B.，Applied Surface Science，Ceramics International，Journal of Alloys and compounds，Surface & coatings technology等期刊发表第一作者SCI论文二十余篇。