La conception multiphasée est une approche prometteuse pour améliorer la résistance à l’ablation des UHTC multicomposants, répondant potentiellement aux exigences strictes en matière de matériaux de protection thermique (TPM) pour l’aérospatiale. Cependant, comprendre le mécanisme d'ablation de la céramique multiphasée à plusieurs composants est fondamental.

Dans le passé, on pensait généralement que les phases constitutives de l'UHTC multiphase et multicomposant ne réagiraient pas les unes avec les autres pendant l'ablation. Cependant, une équipe de chercheurs dirigée par Xiang Xiong et Yi Zeng de l'Université Central South en Chine a signalé un nouveau processus de réaction à l'état solide entre différentes phases à plusieurs composants au cours de l'ablation.

Les travaux sont publiés dans la revue Advanced Powder Materials. .

Leur enquête s'est concentrée sur une céramique multicomposante triphasée composée de phases de carbure riche en Hf, de carbure riche en Nb et de siliciure riche en Zr. Plus important encore, ils ont découvert que les performances d'ablation étaient également affectées par cette réaction à l'état solide.

Plus précisément, cette réaction à l’état solide s’est produite dans la région d’interface matrice/échelle d’oxyde. Au cours de ce processus, les cations métalliques contre-diffusent entre les phases à plusieurs composants, entraînant une évolution de leur composition.

"L'évolution de la composition a permis aux phases multicomposants sous-jacentes de rester stables même sous une pression partielle d'oxygène plus élevée, ce qui a conduit à l'amélioration de la stabilité thermodynamique de la céramique multicomposante triphasée", explique Xiong.

"De plus, ce processus de réaction à l'état solide est apparu synergique avec le comportement d'oxydation préférentiel parmi les incrustations d'oxydes pour améliorer les performances d'ablation dans une plage de température spécifique."

"Les résultats actuels ont prouvé que la conception multiphase permet à la céramique multicomposant d'obtenir des performances d'ablation encore meilleures. Les résultats obtenus peuvent également fournir une base préliminaire pour le développement futur d'UHTC multiphases multicomposants", ajoute Zeng.