抗氧化烧蚀陶瓷涂层技术已经成为改善C/C复合材料在极端高温环境下抗氧化性能的关键技术之一。针对其主要工作环境和应用需求，当前抗氧化性能测试通常以常压氧化考核与低压氧化考核为主。常压氧化实验在静态空气或特定气氛中进行，温度范围通常为800~1600 ℃，通过质量变化、氧化动力学曲线及微观表征评价涂层的致密性与氧扩散阻隔能力。该方法设备简单、成本低、国际标准成熟，但无法模拟气流冲刷等动态服役条件，且电阻炉内压力偏高易导致测试失真，温度超过1600 ℃时控温困难。低压氧化实验通过调控氧分压模拟高空低压环境，能够揭示低氧分压下氧化层形貌演变及玻璃相挥发行为，测试温度更高、更贴近实际工况，但设备复杂、成本高、尚未标准化。两类方法互补，但均难以复现真实服役中热循环与多场耦合环境，静态测试结果往往高估涂层性能。

抗热震性能测试根据冷却介质不同分为水冷法、气冷法和油冷法。水冷法冷却速率最高、热应力集中系数大，能快速暴露涂层的薄弱区域，适用于高韧性、高结合强度的涂层，但水相变产生的气泡会导致换热不均。气冷法冷却速率最低、热应力平稳，对涂层损伤小，适合长期循环考核超高温陶瓷涂层及对氧化敏感的材料，但测试周期相对较长。油冷法冷却速率介于两者之间，既能产生足够的热应力，又比水冷温和，适用于绝大多数多孔或含非氧化物相的陶瓷涂层，评估结果更接近本质抗热震性能，但存在介质污染问题。三种方法中热震强度排序为：水冷＞油冷＞气冷，实际选用需结合涂层特性与服役工况。

动态抗氧化烧蚀性能测试旨在模拟静态氧化无法复现的高速气流冲刷、热震及机械载荷等真实服役环境，主要分为热辐射加热法、氧乙炔火焰烧蚀法、等离子火焰烧蚀法和风洞烧蚀法等。

热辐射加热法包括石英灯、石墨加热器和激光加热三种方式：石英灯辐射加热系统具有惯性低、电控制性能好、体积小、拼装组合方便、灵活性强、成本低与适用范围广等优势。适合高速变化的瞬态气动加热模拟，能够有效模拟实际飞行器防热层的辐射热环境。然而，该系统加热方式为非对流加热，没有表面气动力作用，且受制于材料特性，结构温度最高为1500 ℃。

石墨加热器在热效率、热稳定性、可控性等方面表现优异，不仅适用于航天器热实验、材料性能测试，还广泛应用于高温结构件的热载荷模拟、热防护材料性能评估等领域。在保护气氛中其最高使用温度可达3000 ℃，理论热流密度可实现5.6 MW/m²的高通量加热，相比石英灯热惯性更大，加热迟滞效应明显，但是石墨加热器在相同加载功率下具有更好的热输出能力，其在热实验中的应用前景更加广阔。

图1 石墨加热装置结构

激光加热法是利用近红外激光通过光子激发电子，由电子与晶格的相互作用将能量转化为热能，从而在材料表面实现微小区域极端高温条件的测试方法，目前，其最高测试温度已经达到6000 K，适合微区极端高温测试，但设备昂贵且对表面反射敏感。

图2 激光加热原理与装置

（a）激光烧蚀示意图；（b）激光烧蚀过程；（c）激光烧蚀系统

氧‑乙炔火焰烧蚀法作为一种超高温陶瓷涂层初步筛选的高效手段，具有操作简便、成本低廉和实验周期短等优点，但其火焰束狭小，热流分布不均匀，不能真实还原超高温材料的某些真实服役环境，一般只适用于考核驻点部位的材料。若要提升其对真实服役环境的再现能力，必须在热流均匀化、发射率校准、气氛成分闭环以及等离子体耦合等方面进行进一步完善。通过模块化设计、闭环控制与多物理场仿真相结合，可在保持成本优势的同时，进一步扩大氧-乙炔火焰烧蚀实验的适用范围，从而能够快速准确评估超高温陶瓷涂层材料在高温热环境中的抗烧蚀性能。

等离子火焰烧蚀法热流密度大、射流温度高。 因其高能量密度的热环境模拟能力，为超高温热防护材料烧蚀性能研究提供了关键实验技术，该系统能够产生中心温度超过4000 K的等离子射流，其热流密度显著高于常规实验方法，可有效复现高超声速飞行器再入过程中所面临的高焓气动加热环境。与传统的氧-乙炔烧蚀实验相比，等离子火焰的一个显著特征是射流速度相对较慢，故而其对试样表面的冲刷载荷和剪切应力作用较小。

在抗氧化烧蚀陶瓷涂层烧蚀性能测试中，风洞测试主要以电弧风洞与高频等离子风洞测试为主。电弧风洞可覆盖马赫数3~30的宽广范围，进行长时间的热防护实验，能够有效复现飞行器面临的气动热环境。但是电弧风洞无法同时模拟尺寸、压力及气动剪力等关键参数，且其工作时电极烧蚀会导致气流污染，影响测试准确性。高频等离子体风洞在热防护材料烧蚀性能考核中同样优势显著，其具备流场纯净度高、稳定运行时间长、环境复现能力强、实验效率高等特点，但其在流场压力模拟方面仍存在明显不足。风洞测试基本能够覆盖绝大多数飞行条件，但是实验成本远高于其他烧蚀测试技术，因而往往是最终评估材料性能的最终方法。

图3 FD15电弧风洞示意图与风洞实验设备布置现场图

突破传统单一环境因素的测试局限，重点研发能够同步施加热、机械、环境及交变载荷的多功能复合测试设备。利用仿真高保真还原多场耦合下的真实服役行为，解决实验室测试与实际服役工况脱节的关键问题。

基于仿真与实验数据构建量化模型，打通微观结构与宏观性能的关联，实现从微观到宏观的可计算预测，摆脱试错法依赖，解决缺乏理论支撑、性能无法预判的问题。

联合高校、科研机构与企业共同制定并推广覆盖动态侵蚀-氧化、热-机械交变等复杂工况的标准规范，统一测试方法，增强数据可对比性，加速技术转化，为材料应用与合格评定提供共同依据。