美国加州一家名为MATECH的企业，在高温陶瓷材料领域取得了一系列突破性成果，引发行业广泛关注。该公司与一家知名国防承包商携手，共同利用其独特的碳纤维增强ZrOC（C/ZrOC）陶瓷基复合材料，研发适用于飞行测试的高超音速导弹壳体。此前，MATECH在2023年成功量产了50公斤陶瓷基复合材料（CMC），为此次合作奠定了坚实基础。
高超音速导弹在飞行过程中，壳体会因高速摩擦产生极高温度，速度越快，温度攀升越显著。MATECH研发的C/ZrOC陶瓷基复合材料，凭借其超高温且尺寸稳定的特性，有效解决了这一难题。该材料不仅具备低烧蚀、适用于高超音速环境的优势，还具有成本低廉、可大规模生产以及制造过程简便等特点。在多个实验室的极端条件下，它经受住了2760°C以上高温的考验，制造成本甚至比金属产品更低。
除了在高超音速导弹壳体领域的应用，MATECH的C/ZrOC热防护系统在商用航天器领域也展现出巨大潜力，可用于可重复使用隔热罩。该材料还能承受月球返回和火星返回时面临的极端热通量，为航天探索提供了可靠的材料保障。
自1989年创立以来，MATECH公司始终专注于高温和超高温陶瓷纤维与陶瓷基复合材料的商业化研发。通过不断探索，公司开发出一系列预陶瓷聚合物，为高温结构应用提供了碳化硅（SiC）、氮化硅/碳化硅（SiNC）、碳氧化硅（SiOC）、氮化硅（Si3N4）以及碳化铪（HfC）等多种高性能材料。
高超音速导弹鼻尖所处的环境，是材料界面临的最为严苛的超高温（UHT）环境之一。在此环境下，保持导弹形状稳定对运行性能至关重要。碳化硅等高密度热压陶瓷材料虽具有优异的氧化和烧蚀性能，但存在抗热震性差、韧性低等不足。相比之下，陶瓷基复合材料则兼具高韧性与高性能。
在陶瓷基复合材料的制备方面，传统方法通常从40 - 50%密度的CMC起步，通过场辅助烧结技术加工。然而，这种方法最终得到的材料密度往往无法达到100%，且因纤维破坏导致材料性能受损。MATECH公司意识到，从预制件阶段就必须追求更高的致密度，将孔隙率降至7 - 10%。公司成功验证了这一策略的有效性，能够在不到10分钟的时间内，获得高达9%致密度的SiC/SiC材料，同时具备理想的强度和韧性。
碳 - 碳（C/C）复合材料最初于1958年被开发为弹道再入鼻尖材料，高密度版本性能卓越。但在高温和滞流压力环境下，其烧蚀率显著升高。针对这一问题，MATECH公司创新研发出C/ZrOC复合材料，该材料具有极低的烧蚀率，且成本低廉、适合大规模生产、制造过程简便。在美国导弹防御局的支持下，MATECH公司进一步推动C/ZrOC热防护系统和推进变型系统进入高超音速和导弹防御应用的资格预审阶段，这些创新材料和系统专为满足国防和民用太空的关键需求而设计。
近期，MATECH公司又取得重大进展，成功研发出超高密度碳纤维增强碳基（C/C）复合材料。这一创新技术使C/C复合材料在抗烧蚀和抗氧化方面的能力较现有产品提升了高达20倍，有望广泛应用于高超音速导弹以及弹道再入等鼻尖和前缘部件的制造中。
