太空采矿作为未来资源的获取方式逐渐成为各国政府和学者的关注焦点。但太空采矿技术对航天设备尖端部件材料的服役温度和寿命提出了更高的要求，不合格的材料会造成高温环境下核心部件的失效或脱落，严重威胁设备的可靠性。与传统镍基合金相比，铌合金在高温下具有极其优异的强度，因此它也被认为是最有潜力的高温应用材料之一。尽管铌在室温下表现出较高的化学稳定性，但温度升高会导致其发生致命的氧化。铌的高温产物Nb2O5会导致体积增加，进而引起表面膜层破裂并迫使底层的铌金属裸露在空气中发生进一步氧化，这也极大的阻碍了铌及其合金在高温下的应用。因此，亟需采用必要手段保护并提高铌及其合金的高温性能，而使用抗氧化涂层技术并研究其高温阻氧特性则具有重要的意义。
MoSi2作为一种典型的高温硅化物，其在高温环境下会生成一层致密且连续的低氧气渗透氧化膜，因此它被广泛应用在工业高温电炉中以作为核心加热元件——硅钼棒，其在空气中的最高工作温度可以达到1800℃，在烧结烤瓷牙、钒氮合金、玻璃熔化等领域获得广泛应用。但是随着工业化进程的不断推进，硅钼棒每年的需求量都在持续上升，这就导致大量高温服役后失效的硅钼棒被遗弃，造成严重的资源浪费和环境污染，因此亟需采取相对应的措施，结合废弃硅钼棒的本征特性对其进行合理利用。
本着废弃硅钼棒“全物质利用”以及“高温原位成膜”的思想，我院固废利用与高性能陶瓷团队朱路博士、冯培忠教授与香港理工大学张诗鹏助理教授合作，在国际知名期刊Composites Part B: Engineering上发表题为“Recycling of MoSi2-based industrial solid wastes for the fabrication and high-temperature oxidation behavior of MoSi2–ZrSi2–SiC composite coating”的研究论文。朱路博士为第一作者，中国矿业大学冯培忠教授及香港理工大学张诗鹏助理教授为共同通讯作者，中国矿业大学为第一通讯单位。该文章基于废弃硅钼棒的再利用，系统探究了掺杂ZrSi2和SiC等相对铌金属表面MoSi2基涂层高温抗氧化性能的影响机制。研究发现，由于引入具有低热膨胀系数的第二相，烧结后复合涂层呈现无裂纹的致密形貌，且形成了能够强化涂层和基体之间结合性的扩散层。此外，MoSi2涂层的氧化膜在1700 ℃时产生了具有孔隙和裂纹的圆形多孔Mo5Si3相，而在经历长时间的高温氧化后，复合涂层的Zr-Si-O复相氧化膜呈现出致密、无裂纹的形貌，因此表现出优异的1700 ℃高温阻氧性能。
Composites Part B: Engineering目前的影响因子为13.1，属于中科院分区一区TOP期刊，在Web of Sciecne上的ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY领域排名第一（1/90），主要刊载工程领域复合材料的设计、性能、应用等相关的前沿研究。
朱路博士2022年博士毕业于中国矿业大学，主要从事难熔合金表面高温陶瓷抗氧化涂层、高温硅酸盐熟料烧结等方面的研究，攻读博士学位期间曾获得多项荣誉，如：博士研究生国家奖学金、一等学业奖学金、中国矿业大学校级优秀学生等，目前以第一作者在Composites Part B: Engineering、Corrosion Science、Journal of the European Ceramic Society、 Journal of The American Ceramic Society等国际高水平期刊发表论文十余篇。
图1. 室温到1700℃氧化后涂层表面的氧化膜表征
该课题得到国家自然科学基金(51874305, 52272055)的支持。该论文的原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836824000921。
