碳(tan)(tan)/碳(tan)(tan)（C/C）復合材(cai)料具有高(gao)強(qiang)度(du)(du)、高(gao)模量(liang)、高(gao)斷裂(lie)韌(ren)性、高(gao)導(dao)熱、隔熱性能(neng)優異和低(di)密(mi)度(du)(du)等優異特(te)性，其密(mi)度(du)(du)為(wei)1.65－2.0g/cm3，僅為(wei)鋼的四分之一(yi)；摩(mo)(mo)擦(ca)特(te)性好，摩(mo)(mo)擦(ca)系(xi)數(shu)穩定，并可在(zai)0.2－0.45范圍內(nei)調整；承載水平高(gao)，過載能(neng)力強(qiang)，高(gao)溫(wen)下不(bu)(bu)會熔化，也不(bu)(bu)會發(fa)生粘(zhan)接現象(xiang)；線膨脹(zhang)系(xi)數(shu)小(xiao)，高(gao)溫(wen)尺寸穩定性好；使用壽命(ming)長，在(zai)同(tong)等條件下的磨損量(liang)約為(wei)粉(fen)末冶金剎車材(cai)料的1/3～1/7；更奇特(te)的是(shi)(shi)，其強(qiang)度(du)(du)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)升(sheng)高(gao)不(bu)(bu)降反升(sheng)，是(shi)(shi)唯一(yi)能(neng)在(zai)2200℃以上保持(chi)高(gao)溫(wen)強(qiang)度(du)(du)的工程材(cai)料；在(zai)循環加(jia)載后(hou)還會出(chu)現剩余(yu)強(qiang)度(du)(du)升(sheng)高(gao)的現象(xiang)，即(ji)所謂“疲(pi)勞強(qiang)化”現象(xiang)。
航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天(tian)技術的發展對高(gao)(gao)溫(wen)(wen)材(cai)(cai)料的性(xing)能提出了苛刻的要(yao)求，尤其(qi)(qi)是高(gao)(gao)性(xing)能航(hang)空(kong)(kong)發動機熱(re)結構件與(yu)空(kong)(kong)天(tian)飛行器熱(re)防護系(xi)統，在服役過程中要(yao)承受嚴重的燒(shao)蝕、高(gao)(gao)速氣流的強沖擊和大梯度(du)的熱(re)沖擊。傳統金屬材(cai)(cai)料的使(shi)用溫(wen)(wen)度(du)已經接近其(qi)(qi)極(ji)限，不能完全滿(man)足(zu)使(shi)用要(yao)求，開發新型(xing)超(chao)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)材(cai)(cai)料迫在眉睫。C/C復合(he)材(cai)(cai)料的一系(xi)列優異特性(xing)，使(shi)得其(qi)(qi)用作(zuo)飛行器熱(re)防護系(xi)統具(ju)有(you)其(qi)(qi)他材(cai)(cai)料難以比擬的優勢。
但(dan)是，C/C復(fu)合材料在高(gao)于450℃的有氧(yang)環(huan)境(jing)下極易(yi)氧(yang)化(hua)，在超高(gao)溫極端環(huan)境(jing)下燒蝕嚴重(zhong)，導致力學(xue)性能急(ji)劇下降。這(zhe)成為阻(zu)礙其走(zou)向實用高(gao)溫材料的最(zui)大制(zhi)約因素。雖然通過基體改(gai)(gai)性可以(yi)部(bu)分緩解這(zhe)個問題，但(dan)基體改(gai)(gai)性技(ji)術(shu)的防(fang)(fang)氧(yang)化(hua)溫度與保護時間有限。從(cong)目前研究(jiu)結果(guo)看，C/C復(fu)合材料高(gao)溫長壽命(ming)防(fang)(fang)氧(yang)化(hua)必(bi)須依賴(lai)涂層技(ji)術(shu)。
目前開發(fa)的防(fang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)涂(tu)層(ceng)體(ti)系主要有玻璃涂(tu)層(ceng)、金屬涂(tu)層(ceng)和(he)陶(tao)瓷(ci)涂(tu)層(ceng)。玻璃涂(tu)層(ceng)可以用于密封層(ceng)材(cai)料或剎(cha)車盤非摩擦面的防(fang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)。金屬涂(tu)層(ceng)采用高(gao)熔點和(he)低氧(yang)(yang)擴散(san)系數的Ir，Hf，Cr，Mo等金屬，對C/C復合(he)材(cai)料進行(xing)防(fang)護(hu)。陶(tao)瓷(ci)涂(tu)層(ceng)通常利(li)用硅化(hua)(hua)物(wu)的高(gao)溫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)產(chan)物(wu)(玻璃態SiO2)填充涂(tu)層(ceng)中的裂紋，阻擋氧(yang)(yang)氣滲入。陶(tao)瓷(ci)涂(tu)層(ceng)是目前高(gao)溫防(fang)護(hu)效果最好的抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)涂(tu)層(ceng)體(ti)系。
為進一步提高(gao)陶(tao)瓷涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)性(xing)能，緩解陶(tao)瓷與(yu)C/C之間(jian)熱膨(peng)脹系數的(de)(de)(de)差(cha)異，相(xiang)(xiang)繼開發了多(duo)相(xiang)(xiang)鑲(xiang)嵌、梯(ti)(ti)(ti)度、第(di)二(er)相(xiang)(xiang)增韌(ren)等陶(tao)瓷涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)體系。多(duo)相(xiang)(xiang)鑲(xiang)嵌涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)利用大量的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)界(jie)面(mian)來松弛應(ying)力，緩解熱失配(pei)。據(ju)(ju)報(bao)道(dao)，Si-MoSi2/SiC涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)經1400℃氧(yang)(yang)化(hua)100h后僅失重0.36%；在1500℃下(xia)可(ke)對C/C復合(he)材料有(you)效(xiao)保護52小(xiao)時(shi)。TaxHf1-xB2-SiC/SiC涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)在1500℃下(xia)的(de)(de)(de)防氧(yang)(yang)化(hua)壽命(ming)可(ke)達到1480小(xiao)時(shi)。梯(ti)(ti)(ti)度涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)使涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)基體及多(duo)層(ceng)(ceng)(ceng)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)之間(jian)的(de)(de)(de)組成呈連續分布，可(ke)消除界(jie)面(mian)應(ying)力，緩解涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)開裂(lie)趨勢。據(ju)(ju)報(bao)道(dao)，(SiC/Si3N4)/C梯(ti)(ti)(ti)度涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)，可(ke)用于1500-1550℃抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)；在C/C復合(he)材料表面(mian)引(yin)(yin)入(ru)(ru)C-SiC梯(ti)(ti)(ti)度涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)，可(ke)以有(you)效(xiao)緩解涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)基體的(de)(de)(de)熱失配(pei)。將小(xiao)尺寸的(de)(de)(de)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)引(yin)(yin)入(ru)(ru)陶(tao)瓷涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)中也可(ke)以提高(gao)韌(ren)性(xing)，減(jian)少涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)中裂(lie)紋。據(ju)(ju)報(bao)道(dao)，通(tong)過引(yin)(yin)入(ru)(ru)SiC,ZrO2納米顆(ke)粒(li)和SiC晶須，或將SiC,HfC納米線引(yin)(yin)入(ru)(ru)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)中，可(ke)以有(you)效(xiao)抑制涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)開裂(lie)。