热冲击载荷作用下超高温陶瓷复合材料的热力耦合分析文献综述

超高温陶瓷复合材料作为一类具有优异性能的新型材料，在航空航天、核能等领域展现出巨大的应用潜力。

然而，极端服役环境中不可避免的热冲击载荷对其结构完整性和服役寿命提出了严峻挑战。

热冲击载荷作用下，材料内部剧烈的热力耦合效应是导致其失效的关键因素。

因此，深入理解超高温陶瓷复合材料在热冲击载荷下的热力耦合行为，对于优化材料设计、提升其热冲击性能至关重要。

本文首先介绍了超高温陶瓷复合材料和热冲击载荷的相关概念，以及热力耦合分析方法的基本原理；其次，综述了超高温陶瓷复合材料热冲击性能的研究现状，包括材料组成、制备工艺和微观结构对热冲击性能的影响；然后，重点阐述了热冲击载荷作用下超高温陶瓷复合材料热力耦合分析的研究进展，包括有限元模拟方法、热冲击损伤机理以及热冲击性能优化策略；最后，对该领域未来的研究方向进行了展望。

关键词：超高温陶瓷复合材料；热冲击载荷；热力耦合分析；有限元模拟；热冲击损伤

#1.1超高温陶瓷复合材料超高温陶瓷复合材料（Ultra-highTemperatureCeramicsComposites，UHTCs）是指能够在2000℃以上极端高温环境下长时间服役，并保持良好力学性能和抗氧化性能的一类陶瓷基复合材料[1]。

UHTCs通常由高熔点陶瓷基体（如ZrB₂,HfB₂,SiC等）和增强相（如碳纤维、碳化硅纤维、碳纳米管等）复合而成，兼具陶瓷材料的高温力学性能和复合材料的可设计性，成为新一代航空航天飞行器热防护结构的关键候选材料[2]。

#1.2热冲击载荷热冲击载荷是指材料在短时间内经受剧烈温度变化而产生的瞬态热应力载荷[3]。

这种载荷会导致材料内部产生较大的温度梯度和热应力，从而引发材料开裂、剥落等损伤，甚至导致结构失效。