CVI法制备连续纤维增韧陶瓷基复合材料

在连续纤维增韧陶瓷基复合材料制备领域，ＣＶＩ法是目前已经实用并成为商品化的方法，这种方法能在较低温度了制备出形状复合，近尺寸和纤维体积分数高的陶瓷基复合材料，并能实现微观尺度上的成分设计，ＣＶＩ的最基本问题是物质的传输和化学反应动力学，纤维和基本间的界面，是影响复合材料力学性能的关键，本文旨在从ＣＶＩ的基本理论，方法和影响复合材料力学的因素出发，以国内外有关研究的水平及现状进行了分析。     

先驱体转化法制备泡沫陶瓷的发展现状

泡沫陶瓷由于具有一系列优异的性能,使得其应用范围越来越广泛,其制备方法也在不断地发展.先驱体转化法制备泡沫陶瓷是20世纪末才出现的一种新型工艺.它具有制备温度低、陶瓷组成和结构町设计、容易成型复杂构件等优点,成为目前泡沫陶瓷制备方法中的一个研究热点.根据泡沫陶瓷制备过程中成孔原理的不同,先驱体转化法制备泡沫陶瓷大致町以分为三类:(1)直接发泡法;(2)有机泡沫浸渍法;(3)添加造孔剂法.本文详细地介绍了由这三类先驱体转化法制备泡沫陶瓷的研究现状,并分析了其优缺点以及亟待解决的问题.     

先驱体转化-热压单向Cf/SiC复合材料的高温弯曲力学行为

研究了采用先驱体转化－热压烧结制备的单向C1／SiC复合材料室温,1573,1723,1923K温度下力学行为,并从显微结构的特征分析了单向Cf/SiC复合材料高温力学行为的变化原因,结果表明：C1/SiC复合的室温,1573,1723,1923K温度下弯曲强度分别为550,392,394,574MPa,弯曲模量分别为157,148,132,83GPa,Cf/SiC复合材料破坏时,其破坏方式将从室温和573K的分层断裂向1723K,1923K的脆性断裂转化,Cf/SiC显微结构的分析表明,在纤维周围和大晶粒间存在着大量的有一定结晶程度的玻璃相,它在高温时的软化对Cf/SiC复合材料的高温强度和弯曲模量变化规律起到重要的支配作用。     

先驱体转化法制备多孔陶瓷的研究现状

多孔陶瓷作为重要的陶瓷材料,广泛应用于冶金、化工等众多领域,其制备工艺的改进一直是研究重点。先驱体转化法是20世纪末提出的制备多孔陶瓷新型工艺,利用陶瓷先驱体高温裂解产生气体的特性,可将其作为粘结剂、骨料、发泡剂制备多孔陶瓷,具有成型工艺简单,烧成温度低等特点,拥有广泛的应用前景。本文主要从以上几个方面简要介绍先驱体转化法制备多孔陶瓷的工艺、结构和性能的研究现状。     

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。     

连续纤维增强陶瓷基复合材料界面研究进展

在陶瓷基复合材料中引入高强陶瓷纤维的目的是为了增强陶瓷的断裂韧性,纤维与基体的界面是决定CMC韧性的关键因素。国内外许多专家和机构研究重点主要集中于连续纤维增强陶瓷基复合材料的界面,包括纤维与基体的化学相容性和热物理相容性,以及用TEM、HRTEM、SADP、AEM、声学显微法、EDX等微观测试手段研究不同体系的界面形成机理。本文对上述界面研究概况进行了综述,并简述了界面设计原则和近年来计算机技术在界面研究中的应用情况。指出,连续纤维增强陶瓷基复合材料界面研究将一直是复合陶瓷基复合材料界研究的重点和难点。     

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。     

陶瓷基复合材料的界面相容性研究

有关陶瓷基复合材料（CMC）的界面问题已经得到广泛的重视。为了使材料达到一个很好的刚性，在纤维与基体之间保持尽量小的界面作用力对于陶瓷纤维增强Si-C-O复合材料是非常重要的。在纤维界面上涂层有利于减小它们之间相互作用，涂层处理后的Si-C-O复合材料的弯曲强度比一般无涂层的复合材料高5倍。在介质涂层、基体、以及涂层与纤维间的三相物质中避免化学反应的发生。目前，可利用化学相容性的原理对涂层纤维进行选择。     

高温结构陶瓷基复合材料的研究现状与展望

概述了国外航空发动机用高温结构陶瓷复合材料的研究与应用现状及发展趋势,分析了目前研究中存在的问题及其解决办法,确定了今后的研究目标与方向。     

Lanxide陶瓷基复合材料的研究进展

Lanxide熔融金属直接氧化技术是一种新型的复合材料制备技术,通过用预制体(颗粒、晶须、纤维等)增强所制备的复合材料具有高的体积稳定性、断裂韧性和强度,是目前材料科学领域的热点之一.本文就Lanxide技术及陶瓷基复合材料近年来的最新发展进行了概述.     

Does a True Fatigue Limit Exist for Continuous Fiber-Reinforced Ceramic Matrix Composites?

The high-cycle high-frequency fatigue behavior of a Nicalon-fiber-reinforced calcium aluminosilicate ceramic composite was investigated. A key goal of the room-temperature fatigue experiments was to determine if a true fatigue limit or endurance limit existed for this ceramic matrix composite. Although no fatigue failures occurred beyond 10⁷ cycles, the stress–strain hysteresis modulus and frictional heating continued to change up to 10⁸ cycles, at which point the 200 Hz experiments were terminated. This suggests that fatigue damage continued to evolve and that a true fatigue limit may not exist in ceramic matrix composites that have undergone interfacial frictional sliding.     

Fabrication of Continuous-SiC-Fiber-Reinforced SiAlON-Based Ceramic Composites by Reactive Melt Infiltration

A technique for fabrication of β'-SiAlON-based ceramics in three-dimensional woven fabrics of BN-coated SiC (Hi-Nicalon™) fibers was developed by reactive melt infiltration in a controlled N₂ atmosphere. β'-SiAlON was produced in situ by the reaction of β-Si₃N₄, AlN, and Y-Al-Si-O molten glass. The wettability of the fibers with the molten glass was improved by infiltration and pyrolysis of perhydropolysilazane, resulting in fully dense matrix composites. The reaction between the fiber and molten glass could be depressed by increasing the N₂ partial pressure during the melt infiltration. The inhibition of the interfacial reaction may be related to the formation of carbon and oxynitride on the SiC fiber, in agreement with thermodynamic calculations as a function of N₂ partial pressure. The fabricated composites had a high ultimate flexure strength and a large work of fracture at room temperature. Degradation of the mechanical performance of the composites was small, even at 1773 K in an argon atmosphere.     

陶瓷基纤维复合材料的结构设计及制备

在陶瓷基复合材料研制过程中，材料设计是必须首先解决的问题。本文简要论述了陶瓷基纤维复合材料结构的设计条件及选材原则，并介绍了陶瓷基复合材料的制备工艺。     

无压烧结Al2O3/ZrSiO4复相陶瓷的研究

以Al2O3颗粒为增强体,MgO-Y2O3为烧结助剂,采用无压烧结方法,在组分优化的基础上,制备的锆英石基复相陶瓷室温抗弯强度和断裂韧性分别可达371 MPa和3.4 MPa·m1/2;采用XRD、SEM分析样品的相组成和显微结构,结果显示:确定ZrSiO4为主要晶相,另外还有少量Al2O3和ZrO2的存在;确定复相陶瓷的强韧化是由Al2O3颗粒引发的裂纹偏转、微裂纹增韧和由ZrSiO4分解而来的ZrO2相变增韧共同作用而实现的,断裂方式主要为穿晶断裂.     

金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备工艺与研究进展

金属间化合物材料具有许多优良的性能,可以将金属间化合物与陶瓷材料相复合形成金属间化合物/陶瓷基复合材料.金属间化合物/陶瓷基复合材料是近年来发展起来的一种新型复合材料,制备的金属间化合物/陶瓷基复合材料具有很多优异的性能.本文主要介绍金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备工艺和力学性能以及研究进展,研究和开发的金属间化合物/陶瓷基复合材料主要包括Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料,Ti-Al金属间化合物/陶瓷复合材料和Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料.本文对金属间化合物/陶瓷基复合材料未来的发展趋势进行了分析和预测.