摘要: 陶瓷基复合材料具有优异的耐高温性能，主要用作高温及耐磨制品。其最高使用温度主要取决于基体特征.本文综述了陶瓷基复合材料增强体的种类陶瓷基复合材料界面和界面的增韧，并且介绍了陶瓷基复合材料的复合新技术以及发展动态
关键词：陶瓷基 增强体 强韧化理论
正文：
在新材料产业“十二五”重点产品目录中，核心材料主要是中低体分碳化硅铝复合材料和高体分碳化硅铝封装材料，其下游运用领域主要是汽车和电子行业。
陶瓷基复合材料在航天航空的应用：
在航空航天、新能源等领域，高性能陶瓷基复合材料具有重要的应用价值，是新材料研究的重要方向，是开发相关技术的重要材料基础，现在中国航天飞行器已经广泛应用高性能陶瓷基复合材料。
目前，在法国，已将长纤维增强碳化硅复合材料应用于制造高速列车的制动件，2010年，通用电气公司(GE)于11月10日在F414改进型发动机上进行了陶瓷基复合材料(CMC)涡轮转子叶片的关键性试验。在转子叶片方面，CMC材料在下一代宽体客机发动机上的应用更具吸引力，例如波音777的动力GE90发动机的替代产品。应用CMC最关键的受 益在于重量的降低，不仅材料本身比金属合金材料轻，同时也能减少冷却系统的重量。
或者你不曾想过，陶瓷有可能通过改造成为用作火箭、卫星的部件材料。而据悉，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员董绍明及其团队就作了这方面的尝试，而且成功应用。
可以说，国内的陶瓷基复合材料研发水平已经可以和国际持平。
此前据有关媒体报道，国家作出批复，西北工业大学无人机系统国家工程研究中心、陶瓷基复合材料制造技术国家工程研究中心双双获国家立项，批准筹建。
在国内，新材料的研发往往依靠产学研推动。
西工大在陶瓷基复合材料研制技术领域内已跻身国际先进行列。由西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司牵头建设的陶瓷基复合材料制造技术国家工程研究中心，将重点开展自愈合陶瓷基复合材料、超高温耐烧蚀陶瓷基复合材料、结构功能一体化陶瓷基复合材料、耐磨损陶瓷基复合材料等陶瓷基复合材料的研发、推广和应用。再者，哈尔滨工程大学、哈尔滨工业大学和牡丹江金刚钻碳化硼有限公司承担的“碳化硼陶瓷基复合材料系列产品开发与应用研究”项目经鉴定委员会专家认为在碳化硼复合材料产品领域已达到国际先进水平
1陶瓷基复合材料性能
近年来人们开始对陶瓷基复合材料进行研究．以期获得一种有强度、韧性 耐高温的陶瓷基材料。在这种复合材料陶瓷应该具有以下一些性能：
(1)陶瓷能够很好地渗透进纤维点须和颗粒增强材料；
(2)同增强材料之间形成较强的结合力；
(3)在制造和使用过程中同增强纤维间没有化学反应；
(4)对纤维的物理性能没有损伤；
(5)很好的抗蠕变、抗冲击、抗疲劳性能；
(6)高韧性；
(7)化学稳定性，具有耐腐蚀、耐氧化、耐潮湿等化学性能
2瓷基体的种类
陶瓷基体材料主要以结晶和非结晶两种形态的化合物存在，按照组成化合物的元素不同，又可以分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等。此外，还有一些会以混合氧化物的形态存在
1）氧化物陶瓷基体
（1)氧化铝陶瓷基体
以氧化铝为主要成分的陶瓷称为氧化铝陶瓷，氧化铝仅有一种热动力学稳定的相态。氧化铝陶瓷包括高纯氧化铝瓷，99氧化铝陶瓷，95氧化铝陶瓷，85氧化铝陶瓷等
(2)氧化锆陶瓷基体
以氧化锆为主要成分的陶瓷称为氧化锆陶瓷。氧化锆密度5.6-5.9g/cm3，熔点2175℃。稳定的氧化锆陶瓷的比热容和导热系数小，韧性好，化学稳定性良好．高温时具有抗酸性和抗碱性。
2）氮化物陶瓷基体
(1)氮化硅陶瓷基体
以氮化硅为主要成分的陶瓷称氮化硅陶瓷，氮化硅陶瓷有两种形态。此外氮化硅还具有热膨胀系数低，优异的抗冷热聚变能力，能耐除氢氟酸外的各种无机酸和碱溶液，还可耐熔融的铅、锡、镍、黄钢、铝等有色金属及合金的侵蚀且不粘留这些金属液。
(2) 氮化硼陶瓷基体
以氮化硼为主要成分的陶瓷称为氯化硼陶瓷。氮化硼是共价键化合物
3）碳化物陶瓷基体
以碳化硅为主要成分的陶瓷称为碳化硅陶瓷。碳化硅是一种非常硬和抗磨蚀的材料，以热压法制造的碳化硅用来作为切割钻石的刀具。碳化硅还具有优异的抗腐蚀性能，抗氧化性能
(1)碳化硼陶瓷基体
以碳化硼为主要成分的陶瓷称为碳化硼陶瓷。碳化硼是一种低密度、高熔点、高硬度陶瓷。碳化硼粉末可以通过无压烧结、热压等制备技术形成致密的材料。
3陶瓷基复合材料增强体
用于复合材料的增强体品种很多，根据复合材料的性能要求，主要分为以下几种
1)纤维类 2)颗粒类 3)晶须类 4)金属丝 5)片状物
4陶瓷基的界面及强韧化理论
陶瓷基复合材料(CMC)具有高强度、高硬度、高弹性模量、热化学稳定性等优异性能，被认为是推重比10以上航空发动机的理想耐高温结构材料。界面作为陶瓷基复合材料重要的组成相，其细观结构、力学性能和失效规律直接影响到复合材料的整体力学性能，因此研究界面特性对陶瓷基复合材料力学性能 的影响具有重要的意义。
1)界面的粘结形式
（1）机械结合 （2）化学结合
陶瓷基复合材料往往在高温下制备，由于增强体与基体的原子扩散，在界面上更易形成固溶体和化合物。此时其界面是具有一定厚度的反应区，它与基体和增强体都能较好的结合，但通常是脆性的。
2)界面的作用
陶瓷基复合材料的界面一方面应强到足以传递轴向载荷并具有高的横向强度；另一方面要弱到足以沿界面发生横向裂纹及裂纹偏转直到纤维的拔出。
3)强韧化技术
(1)纤维增韧
为了提高复合材料的韧性,必须尽可能提高材料断裂时消耗的能量。任何固体材料在载荷作用下(静态或冲击),吸收能量的方式无非是两种:材料变形和形成新的表面。对于脆性基
体和纤维来说,允许的变形很小,因此变形吸收的断裂能也很少。
(2)晶须增韧
陶瓷晶须是具有一定长径比且缺陷很少的陶瓷小单晶,因而具有很高的强度,是一种非常理想的陶瓷基复合材料的增韧增强体。
(3)相变增韧 .
(4)颗粒增韧
(5)纳米复合陶瓷增韧
(6)自增韧陶瓷
5陶瓷的断裂韧性及裂纹类型
陶瓷有很高的强度，但是它同样有较低的断裂韧性。陶瓷断裂韧性低的主要原因是在它内部存在着各种裂纹；
1）陶瓷的裂纹类型
（1）加工过程中产生的裂纹
（2）产品设计导致产生的裂纹，
（3）使用过程中产生的裂纹．
6陶瓷基复合材料的制备技术
陶瓷基复合材料的制造通常分为两个步骤：第一步是将增强材料渗入未固结 (成粉木状)的基体材料排列整齐或混合均勾；第二步是运用各种加工条件在尽 量不破坏增强材料和基体行能的前提下制成复合材料制品。
1）传统的制备方法
(1)冷压和烧结法
(2)热压法
主要用在纤维增强玻璃和纤维增强陶瓷 复合材料中，浆料浸渍工艺主要包括两个步骤：
增强相渗入没有固化的基体中； 固化的复合材料被热压成型。
2）新的制备方法
新的制备技术主要指在20世纪70年代开始发展起来的技术。它包括渗透，直接氧化等技术。
(1)渗透法
渗透法就是在预制的增强材料坯件中使基体材料以因恋、液态或气态的形式渗透制成复合材料。比较常用的是液相渗透。
(2)直接氧化法
直接氧化法就是利用熔融金属直接与氧化剂发生氧化反应而制备陶瓷基复合材料的工艺方法。它的主要生产工艺是：将增强纤维或纤维预成型件置于熔融金属上面，并处于空气或其他气氛中，熔融金属中含有镁、硅等一些添加剂。
(3)原位化学反应法
原位化学反应技术已经被广泛用于制造整体陶瓷件，同样该技术也可以用于制造陶瓷基复合材料。
(4)溶胶-疑胶法和热解法
(5)自蔓燃高温合成法
后言：
陶瓷材料是一种本质脆性材料，在制备、机械加工以及使用过程中，容
易产生一些内在和外在缺陷，从而导致陶瓷材料灾难性破坏，严重了陶瓷材料应用的广度和深度，因此提高陶瓷材料的韧性成为影响陶瓷材料在高技术领域中应用的关键。
近年来，受自然界高性能生物材料的启发，材料界提出了模仿生物材料结构制备高韧性陶瓷材料的思路。
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