碳材料（如石墨和碳/碳复合材料）因其优异的高温稳定性和机械性能，被广泛应用于航空航天、能源存储等领域。然而，碳材料在370°C以上易氧化失效，超高温环境下抗侵蚀性差，限制了其应用。碳化钽（TaC）涂层因其高熔点、高强度和高刚度，成为提升碳材料抗氧化和抗热侵蚀性能的有效手段。但传统致密TaC涂层因与基体的热膨胀系数不匹配，在快速温度变化下易开裂。多孔碳化钽涂层可以充当石墨件与致密碳化钽涂层间的缓冲层，多孔结构可有效缓冲热应力，对提高致密碳化钽涂层抗热震性具有重要意义。

近日，来自湖北隆中实验室、武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室等机构的王崇杰教授和李翠翠教授团队在高温防护涂层领域取得重要突破。通过激光化学气相沉积（LCVD）技术，研究人员成功制备出具有优异抗热震性能的多孔碳化钽（TaC）涂层，其沉积速率高达1029微米/小时，远超传统化学气相沉积（CVD）方法。这一成果为碳材料在极端高温环境下的应用提供了新的解决方案。

研究团队采用激光化学气相沉积（LCVD）技术，以TaCl₅-CH₄-H₂-Ar为前驱体，在石墨基体上制备出多孔TaC涂层。通过调控沉积温度（1273-1573 K）和压力（1-6 kPa），涂层呈现出独特的“树干-分支”多孔结构，这种结构源于“阴影效应”——(111)取向的TaC晶粒优先生长，形成凹凸表面，阻碍前驱体进入凹陷区域，从而形成多孔网络。

1.    超高沉积速率：LCVD技术的沉积速率达到1029微米/小时，是传统CVD方法的10-100倍，显著提升了制备效率。

2.    优异抗热震性：在1623 K的十次热震循环测试中，多孔TaC涂层保持完整，而致密涂层则出现大量微裂纹。多孔结构有效分散了热应力，缓解了涂层与基体的热膨胀失配问题。

3.    可控结构与取向：通过调节工艺参数，可实现涂层从(111)取向到随机取向的转变，以及从多孔到致密结构的调控。

该技术为碳材料的高温防护提供了新思路，尤其适用于航天器热防护系统、高温炉内衬等极端环境。多孔TaC涂层的成功制备不仅简化了传统缓冲层的复杂工艺，还因其均质性提升了涂层的物理化学兼容性。

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