El diseño multifase es un enfoque prometedor para lograr una mejor resistencia a la ablación de UHTC multicomponente, satisfaciendo potencialmente las estrictas demandas de materiales de protección térmica (TPM) para el sector aeroespacial. Sin embargo, comprender el mecanismo de ablación de la cerámica multifase y multicomponente es fundamental.

En el pasado, se creía generalmente que las fases constituyentes del UHTC multicomponente multifásico no reaccionarían entre sí durante la ablación. Sin embargo, un equipo de investigadores dirigido por Xiang Xiong y Yi Zeng de la Universidad Central del Sur en China informó sobre un nuevo proceso de reacción en estado sólido entre diferentes fases multicomponentes durante la ablación.

El trabajo se publica en la revista Advanced Powder Materials. .

Su investigación se centró en una cerámica multicomponente trifásica compuesta por fases de carburo rico en Hf, carburo rico en Nb y siliciuro rico en Zr. Más importante aún, descubrieron que el rendimiento de la ablación también se veía afectado por esta reacción de estado sólido.

Específicamente, esta reacción en estado sólido ocurrió en la región de interfaz matriz/incrustaciones de óxido. Durante este proceso, los cationes metálicos se contradifunden entre las fases multicomponente, lo que da como resultado la evolución de su composición.

"La evolución de la composición permitió que las fases multicomponentes subyacentes permanecieran estables incluso bajo una presión parcial de oxígeno más alta, lo que condujo a la mejora de la estabilidad termodinámica de la cerámica multicomponente trifásica", explica Xiong.

"Además, este proceso de reacción en estado sólido parecía sinérgico con el comportamiento de oxidación preferencial entre las incrustaciones de óxido al mejorar el rendimiento de la ablación dentro de un rango de temperatura específico".

"Los hallazgos actuales demostraron que el diseño multifásico permite que la cerámica multicomponente alcance un rendimiento de ablación aún mejor. Los resultados obtenidos también pueden proporcionar una base preliminar para el desarrollo futuro de UHTC multifase y multicomponente", añade Zeng.