8月1日消息，由Yubo Wang等人组成的国际研究团队提出一种名为"异常固溶体"（Anomalous Solid Solution）的新策略，用于开发耐超高温氧化物陶瓷材料。论文于7月30日提交至arXiv预印本平台（arXiv:2607.28258）。 超高温陶瓷（UHTCs）在极端高温氧化环境中的性能从根本上受限于其氧化产物的熔点。典型高熔点氧化物如ZrO2（氧化锆）虽然熔点高达约2700°C，但在高温下会发生相变——从单斜相到四方相再到立方相——伴随体积变化，导致材料结构失稳和开裂失效。这一相变问题长期制约着UHTCs在极端环境中的应用。 研究团队发现，通过在ZrO2基体中引入特定的第二组分形成"异常固溶体"，可以有效抑制有害的高温相变。与传统固溶体不同，这种异常固溶体在热力学上表现出非预期的稳定行为，使高对称相在宽温度范围内保持稳定。研究涉及ZrO2-HfO2-Y2O3等多元氧化物体系的系统计算和实验验证。 UHTCs是高超音速飞行器（速度超过5马赫）热防护系统、燃气轮机叶片和核反应堆结构材料的关键候选。高超音速飞行器前端温度可超过2000°C，传统超合金材料无法承受。基于ZrB2、HfB2和TaC的非氧化物UHTCs具有极高熔点（>3000°C），但在氧化环境中的耐久性有限。氧化物基UHTCs具有更好的抗氧化性，但相变稳定性是需要突破的核心瓶颈。 该研究为这一瓶颈提供了系统性解决方案，有望加速UHTCs在航空航天和能源领域的实际应用。研究团队来自湖南大学、北京大学和澳大利亚卧龙岗大学等机构。 （来源：arXiv）