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1、本次主要讲解内容：一、基本概念和分类二、原材料及其性能特征三、陶瓷基复合材料的应用及前景陶瓷基复合材料的应用及前景一、基本概念和分类陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites，简称CMCs） 以陶瓷材料为基体，以高强度纤维、晶须、晶片和颗粒为增强体，通过适当的复合工艺所制成的复合材料。 通常也成为复相陶瓷材料（Multiphase ceramics）或多相复合陶瓷材料（Multiphase composite ceramics)1、定义v 结构陶瓷基复合材料 主要利用其力学性能和耐高温性能，主要用作承力和次承力构件，主要特性是轻质、高强、高刚度、高比模、耐高温、低膨胀、
2、绝热和耐腐蚀等。 v 功能陶瓷基复合材料 主要利用其光、声、电、磁、热等物理性能的功能材料，指除力学性能以外而具有某些物理性能（如导电、半导、磁性、压电、阻尼、吸声、吸波、屏蔽、阻燃、防热等）的陶瓷基复合材料。主要由功能体（单功能或多功能）和基体组成，基体不仅起到粘结和赋形的作用，同时也会对复合陶瓷整体性能有影响。多功能体可以使复合陶瓷具有多种功能，同时还有可能由于产生复合效应而出现新的功能。 2、分类(1)、按使用性能特性分类 v 氧化物陶瓷基复合材料v 非氧化物陶瓷基复合材料v 玻璃基或玻璃陶瓷基复合材料v 水泥基多相复合（陶瓷）材料 2、分类(2)、按基体材料分类 v 颗粒弥散强化陶瓷基
3、复合材料包括硬质颗粒和延性颗粒v 晶须补强增韧陶瓷基复合材料包括短纤维补强增韧陶瓷基复合材料v 晶片补强增韧陶瓷基复合材料包括人工晶片和天然片状材料v 长纤维补强增韧陶瓷基复合材料v 叠层式陶瓷基复合材料包括层状复合材料和梯度陶瓷基复合材料。 2、分类(3)、按增强体的形态分类 可分为零维（颗粒）、一维（纤维状）、二维（片状和平面织物）、三维（三向编织体）等陶瓷基复合材料。具体可分为：陶瓷基复合材料类型汇总表 增强体形态（材料名称）基体材料种类（材料名称）最高使用温度（K）颗粒（陶瓷、金属）晶须（陶瓷）纤维（连续、短纤维）（陶瓷、高熔点金属）结构复合式 （叠层、梯度）（按设计要求选择材料）玻璃
4、：SiO2等玻璃陶瓷：LAS、MAS、CAS氧化物陶瓷：Al2O3, MgO, ZrO2, Mullite非氧化物陶瓷碳化物：B4C, SiC, TiC, ZrC, Mo2C, WC氮化物：BN, AlN, Si3N4,TiN,ZrN硼化物：AlB2, TiB2, ZrB2水泥硅酸盐化合物、铝酸盐化合物等叠层式（叠层、梯度）（按设计要求选择材料）860110013001650二、原材料及其性能特征陶瓷基复合材料是由基体材料和增强体材料组成。基体材料有氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、水泥、玻璃等。增强体材料主要以不同形态来区分，有颗粒状、纤维状、晶须、晶板等。 陶瓷基体材料 氧化物陶瓷 性 能氧化铝耐
5、热、耐腐蚀、耐磨二氧化锆高断裂韧性、绝热堇青石(Mg2Al4Si5O18)低膨胀系数、极好的抗热震性钛酸铝低膨胀系数、绝热、极好抗热震性莫来石耐热、耐腐蚀氧化物复合材料高断裂韧性、高强度 非氧化物陶瓷 性 能氮化硅高断裂韧性、高强度、极好抗热震性、耐磨损六方氮化硼耐磨蚀、极好抗热震性、极好润滑性立方氮化硼非常高的硬度、极好的热传导体氮化铝耐热、高热传导体碳化硅耐热、耐腐蚀、耐磨损、高热导体复合陶瓷高断裂韧性、高强度9三、陶瓷基复合材料的应用及前景三、陶瓷基复合材料的应用及前景 1. 1. 陶瓷基复合材料在工业上的应用陶瓷基复合材料在工业上的应用陶瓷材料具有耐高温、高强度、高硬度及耐腐蚀性好等特
6、点，但其脆性大脆性大的弱点限制了它的广泛应用。10随着现代高科技的迅猛发展，要求材料能在更高的温度下更高的温度下保持优良的综合性能。陶陶瓷基复合材料瓷基复合材料可较好地满足这一要求。它的最高使用温度最高使用温度主要取决于基体特性基体特性，其工作温度按下列基体材料依次提高：玻玻璃璃、玻璃陶瓷玻璃陶瓷、氧化物陶瓷氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷非氧化物陶瓷、碳素材料碳素材料，其最高工作温度可达1900 。11陶瓷基复合材料已实用化实用化或即将实用化的领域包括：刀具、滑动构件、航空航天构件、发动机制件、能源构件等。12在切削工具切削工具方面， SiCwSiCw增韧的细颗粒增韧的细颗粒AlAl2 2OO3 3
7、陶瓷复合材料陶瓷复合材料已成功用于工业生产制造切削刀具。下图为用热压法制备的SiCw/ Al2O3复合材料钻头。13SiCSiCw w/ Al/ Al2 2OO3 3复合材料钻头复合材料钻头14在航空航天航空航天领域，用陶瓷基复合材料制作的导弹的头锥、火箭的喷管、航天飞机的结构件等也收到了良好的效果。15法国已将长纤维增强碳化硅复合材料长纤维增强碳化硅复合材料应用于制作超高速列车的制动件，而且取得了传统的制动件所无法比拟的优异的磨擦磨损特性，取得了满意的应用效果。162. 2.今后面对的问题及前景展望今后面对的问题及前景展望现在看来，人们已开始对陶瓷基复合材料的结构、性能及制造技术结构、性能及制造技术等问题进行科学系统的研究，但这其中还有许多尚未研究情楚的问题。17因此，从这一方面来说，还需要陶瓷专家们对理论问题进一步研究。另一方面，陶瓷的制备过程陶瓷的制备过程是一个十分复杂的工艺过程，其品质影响因素众多。所以，如何进一步稳定陶瓷的制造工艺进一步稳定陶瓷的制造工艺，提高产品的可靠性与一致性，提高产品的可靠性与一致性，则是进一步扩大陶瓷应用范围所面临的问题。
