陶瓷基复合材料的纤维增韧

系统地介绍了纤维（晶须）增韧陶瓷基复合材料的类型,制备工艺,性能特点和增韧机制,指出了这类材料的研究课题和发展方向;结果表明：纤维（晶须）增韧陶瓷基复合材料与其他结构陶瓷材料相比,是近年来发展起来的高性能工程结构材料,也是最有希望得到实际应用的材料。     

晶须增韧陶瓷基复合材料匹配原则及影响因素

晶须增韧陶瓷基复合材料的迅速发展,开辟了一条改善陶瓷材料脆性非常有效的途径。明显的韧化效果以及这类复合材料具有的良好高温力学性能,使其成为高技术陶瓷研究开发的一个前沿领域。笔者综述了晶须增韧陶瓷基复合材料的制备方法和强韧化机制,分析了晶须增韧陶瓷基复合材料匹配原则及影响因素,最后指出晶须增韧陶瓷基复合材料这一研究领域发展趋势。     

当今陶瓷基复合材料的增韧机制存在的问题综述

随着科学技术的迅速发展,传统材料越来越难以满足人们的需要。因此,几十年来,材料科学工作者一直在寻求各种新材料,陶瓷基复合材料就是其中之一。但是,由于它们的脆性原因,使得人们对它的应用受到极大的限制。为了提高陶瓷基复合材料的断裂韧性,材料科学工作者从理论、实验以及技术研究三个层次上开展了大量的研究工作,采取了颗粒增韧、晶须增韧和纤维增韧等方法,取得了明显的效果。对于颗粒增韧,其主要增韧     

纤维增强陶瓷基复合材料概述

连续纤维增强陶瓷基复合材料是最有前途的高温结构材料之一,以其优异的高韧性、高强度得到世界各国的高度重视。综述了纤维增韧陶瓷基复合材料的选材原则、主要的增韧机理、制备方法以及目前主要的界面改性方法。得到以下结论：纤维的选择必须满足工作环境的要求,纤维与基体之间要在热力学上相匹配;主要的增韧机理为载荷转移、微裂纹增韧、裂纹偏转、纤维脱粘和纤维拔出;复合材料的主要制备方法是热压法、CVI法和聚合物浸渍裂解法;目前最有效的界面改性方法是纤维表面涂层。用氧化物纤维作为增韧体,研究更加简单适用于大规模生产的制备方法,研究更加简单的涂层工艺是今后研究纤维增强陶瓷基复合材料的重点。     

二硼化锆超高温陶瓷的强韧化EI北大核心CSCD

以ZrB2为基体材料,分别采用添加SiC颗粒(SiCp)、SiC晶须(SiCw)和SiC晶片(SiCpl)作为增韧相,采用热压烧结技术制备了SiC/ZrB2陶瓷基复合材料,分析了不同增韧相的种类和添加量对ZrB2陶瓷强韧化效果的影响,并通过层状结构设计,采用放电等离子体烧结工艺制备出ZrB2基层状复合陶瓷材料,研究了层状结构对ZrB2陶瓷强韧化效果的影响。结果表明:添加SiC颗粒、晶须或晶片,采用热压烧结可以制备出接近完全致密的SiC/ZrB2陶瓷基复合材料;与单独添加SiC颗粒或晶须相比,同时添加SiC颗粒和晶须的增韧效果更加明显,而SiC晶片也可以起到较好的强韧化效果;通过层状结构设计,能够较大幅度地提高ZrB2陶瓷的断裂韧性,显示了很好的增韧效果。     

二硼化锆超高温陶瓷的强韧化

以ZrB_2为基体材料,分别采用添加SiC颗粒(SiC_p)、SiC晶须(SiC_w)和SiC晶片(SiC_(pl))作为增韧相,采用热压烧结技术制备了SiC/ZrB_2陶瓷基复合材料,分析了不同增韧相的种类和添加量对ZrB_2陶瓷强韧化效果的影响,并通过层状结构设计,采用放电等离子体烧结工艺制备出ZrB_2基层状复合陶瓷材料,研究了层状结构对ZrB_2陶瓷强韧化效果的影响。结果表明:添加SiC颗粒、晶须或晶片,采用热压烧结可以制备出接近完全致密的SiC/ZrB_2陶瓷基复合材料;与单独添加SiC颗粒或晶须相比,同时添加SiC颗粒和晶须的增韧效果更加明显,而SiC晶片也可以起到较好的强韧化效果;通过层状结构设计,能够较大幅度地提高ZrB_2陶瓷的断裂韧性,显示了很好的增韧效果。     

陶瓷基质—SiC晶须复合材料

陶瓷基质—晶须复合材料借助负荷传递、基质的预应力化以及裂纹弯曲、晶须拔出和尾部架桥效应等机理实现材料的补强与增韧,是改善高温结构陶瓷脆性的有效途径。本文评述了陶瓷基质与晶须材料的选择准则以及复合材料研究、加工中的困难所在,介绍了几种典型的复合材料研究现状,提出了一些研究课题。     

晶须增韧陶瓷基复合材料的设计要点与复合技术

晶须增韧陶瓷基复合材料是改善陶瓷韧性的有效措施,近年来极受重视,发展迅速。本文简要介绍设计、制备这类复合材料时应考虑的主要问题、这类复合材料的制备技术和达到的强化增韧效果,以及一些有希望的新技术和今后的一些研究课题。     

新型无机非金属材料展望

新材料在未来科技领域中占重要地垃,而新材料中,新型无机非金属材料又占整个新材料的主要地位。从现在起至下世纪初,新型无机非金属材料的发展主要集中在以下四个方面。１结构陶瓷随着宇航、航空、原子能和先进能源技术的发展,对高温、高强度材料提出了更高的要求,结构陶瓷以其高熔点、高硬度及优良化学稳定性及其它性能,在高温技术中得到越来越广泛的应用。目前高温结构陶瓷的主要目标仍然是燃气轮机、活塞发动机和磁流体发电机用材料。我国高温结构陶瓷的发展方向是:（１）多相复合陶瓷,包括纤维（或晶须）补强陶瓷基复合材料、颗粒弥散复…     

碳化硅颗粒、晶须、晶片增韧陶瓷复合材料的研究现状

讨论了碳化硅颗粒、晶须和晶片对陶瓷材料的增韧机理,综述了这几种陶瓷复合材料的研究现状,并提出了纳米陶瓷复合材料和复合增韧陶瓷材料是该种陶瓷复合材料发展的重点.     

碳纤维增韧ZrC-SiC陶瓷基复合材料制备工艺研究现状

碳纤维增韧ZrC-SiC陶瓷基复合材料解决了ZrC单相陶瓷断裂韧性低、中低温阶段抗氧化性能差以及氧化气氛下碳纤维耐温不足等问题,是发展耐超高温、抗热震、耐烧蚀以及抗氧化的一种潜在候选材料。概述了碳纤维增韧陶瓷基复合材料的增韧机理,综述了制备工艺的最新研究成果,展望了碳纤维增韧ZrC-SiC陶瓷基复合材料的发展趋势。     

氧化物/氧化物陶瓷基复合材料研究进展

随着连续纤维增韧陶瓷基复合材料的快速发展,氧化物/氧化物基复合材料已成为 航空航天领域热端高温部件的新兴候选材料,本文从纤维、基体及界面相的角度重点介绍了氧 化物/氧化物基复合材料及其主要制备工艺,并指出了这一领域未来的发展趋势。     

连续纤维增强陶瓷基复合材料合成技术及发展趋势

作为结构材料,陶瓷具有耐高温能力强、抗氧化能力强、硬度大、耐化学腐蚀等优点,但缺点是呈现脆性,不能承受剧烈的机械冲击和热冲击,因而严重影响了其应用。为此人们通过采用连续纤维增韧方法改进其特性,进而研发出连续纤维增强陶瓷基复合材料。笔者主要综述了陶瓷基连续纤维增强复合材料的制备方法,并分析了各种工艺的优缺点。在总结了现阶段连续纤维增强复合材料研究中存在的问题的基础上,提出了今后连续纤维增强复合材料的主要研究方向。     

Al2O3陶瓷材料的增韧

氧化铝陶瓷因脆性而限制了其广泛应用。本文对目前氧化铝瓷的增韧方法及主要机理进行了评述，主要有层状复合增韧、纳米复合增韧、纤维（晶须）增韧、自增韧等。其中复合增韧是主要手段。而且纳米技术和微观结构设计将是今后氧化铝提高韧性的发展方向。     

氧化物纤维/氧化物陶瓷基复合材料研究概述

氧化物纤维，氧化物陶瓷基复合材料可以在高温氧化环境下长时间工作，是最有发展潜力的高温结构陶瓷材料之一。决定氧化物纤维，氧化物陶瓷基复合材料性能最主要的2个因素是氧化物纤维的性能和界面材料的组成与结构。笔者介绍了氧化物纤维和界面材料的发展，以及界面材料涂覆方法，并探讨了氧化物纤维，氧化物陶瓷基复合材料的发展趋势。     

陶瓷基复合材料研究现状和应用前景

综述了陶瓷基复合材料的研究现状、基体和增强增韧纤维的选择;对陶瓷基复合材料的界面、增韧技术及其制造工艺,尤其是对化学气相浸渗(CVI)工艺做出了较为全面的总结和介绍。最后对陶瓷基复合材料应用前景进行了展望。     

连续纤维增强陶瓷基复合材料合成技术及发展趋势

作为结构材料,陶瓷具有耐高温能力强、抗氧化能力强、硬度大、耐化学腐蚀等优点,然而呈现脆性,不能承受剧烈的机械冲击和热冲击等缺点,严重影响了它的实际应用。为此,人们通过采用连续纤维增韧方法改进其特性,研发出连续纤维增强陶瓷基复合材料。本文综述了陶瓷基连续纤维增强复合材料的制备方法,分析了各种工艺的优缺点。在总结了现阶段连续纤维增强复合材料研究中存在的问题基础上,提出了今后连续纤维增强复合材料的主要研究方向。     

二硼化锆陶瓷增韧技术的研究进展

本文介绍了近年来二硼化锆陶瓷的增韧技术及其机制,包括弥散颗粒增韧、不同长径比相(晶须、纤维、晶片、碳纳米管等)增韧、ZrO2相变增韧、仿生结构增韧、原位反应增韧、晶须和颗粒协同增韧;展望了二硼化锆陶瓷增韧技术的未来发展趋势.     

Sialon基陶瓷的结构特征及物理和化学性质

全面地评述了Sialon基各单相、复相陶瓷的结构特征及物理和化学性质,并从结构角度对各Sialon基陶瓷的性质进行了解释。单相Sialon陶瓷中,β-Sialon强度和韧性最高,a’－Sialon硬度和耐磨性最好,O’－Sialon抗氧化性最佳。目前Sialon陶瓷正朝着复相化的方向发展,开发出了许多综合性性优良的复相Sialon陶瓷。基于Si－AlO－N系相平衡制备的。a＋β’）-、（β’＋AlN多型体）-、（O‘＋β’）一复相Sialon陶瓷实现了各组成相在结构和性能上的优势互补与叠加。通过外加第二相,利用晶须（或纤维）补强、相变增韧、颗粒弥散强化等原理制得的复相Sialon陶瓷如SiCw／f／Sialon、ZrO2／Sialon、SiC／Sialon、BN／Sialon等都取得了显著的增强增韧效果。     

陶瓷增韧技术的研究进展

介绍了颗粒增韧、纤维和晶须增韧、相变增韧、复合增韧、自增韧、纳米增韧等陶瓷增韧技术的研究现状以及相应的增韧机理，探讨了今后陶瓷增韧技术的发展方向。