陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料论文2015年5月５日摘要：陶瓷基复合材料主要以高性能陶瓷为基体.通过加入颗粒、晶须、连续纤维和层状材料等增强体而形成的复合材料。

如碳化硅、氮化硅、氧化铝等，具有耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻和价格低等优点。

陶瓷基复合材料的研究还处于较初级阶段，我国对陶瓷基复合材料的研究则刚刚起步不久。

关键词：陶瓷基复合材料基体增强体强韧化机理制备技术前言:陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。

陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。

这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时,会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。

而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。

纤维能阻止裂纹的扩展,从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。

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。

正文一、陶瓷基复合材料基本概述陶瓷基复合材料的基体为陶瓷。

如碳化硅、氮化硅、氧化铝等,具有耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻和价格低等优点。

化学键往往是介于离子键与共价键之间的混合键。

陶瓷基复合材料中的增强体通常也称为增韧体。

从几何尺寸上可分为纤维（长、短纤维)、晶须和颗粒三类。

碳纤维主要用在把强度、刚度、重量和抗化学性作为设计参数的构件；其它常用纤维是玻璃纤维和硼纤维。

纤维增强陶瓷基复合材料是改善陶瓷材料韧性的重要手段。

目前常用的晶须是ＳiＣ和Ａ12Ｏ3,常用的基体则为A12O3,ZrO２,SiＯ２,Si３Ｎ4以及莫来石等。

晶须具有长径比，含量较高时，桥架效应使致密化困难，引起了密度的下降导致性能下降。

颗粒代替晶须在原料的混合均匀化及烧结致密化方面均比晶须增强陶瓷基复合材料要容易。

常用的颗粒也是SiC、Ｓi3N４和Ａ12O3等。

陶瓷基复合材料发展迟滞，发展过程中也遇到了比其它复合材料更大的困难。

陶瓷基复合材料项目经济效益和社会效益分析陶瓷基复合材料是一种应用广泛的材料，它是将陶瓷与其他材料进行组合制备而成的复合材料。

陶瓷基复合材料在多个行业中得到了广泛的应用，如航空航天、汽车制造、电子设备等。

本文将对陶瓷基复合材料项目的经济效益和社会效益进行分析。

一、经济效益1.降低生产成本：陶瓷基复合材料具有优良的物理性能和化学性能，能够替代传统材料，并且在生产过程中具有较低的成本。

采用陶瓷基复合材料可以有效降低生产成本，提高企业的竞争力。

2.提高产品质量：陶瓷基复合材料具有高强度、高硬度、低摩擦系数、良好的耐磨性和耐高温性等特点，能够提高产品的质量和性能。

应用陶瓷基复合材料可以生产出更加耐磨、耐腐蚀、抗疲劳的产品，提高用户的满意度。

3.扩大市场份额：随着科学技术的不断进步和工业的快速发展，对材料性能的要求越来越高。

陶瓷基复合材料具有优良的特性，在多个行业中得到了广泛的应用。

企业采用陶瓷基复合材料能够生产出具有竞争力的产品，扩大市场份额，提高市场竞争力。

4.带动产业发展：陶瓷基复合材料在材料行业中具有重要的地位，其应用涉及到多个产业链环节。

企业采用陶瓷基复合材料会带动相关产业的发展，促进相关产业链的形成，推动整个产业的升级和发展。

二、社会效益1.节约能源资源：陶瓷基复合材料具有优良的耐磨性和耐高温性，能够替代传统材料，延长使用寿命，减少能源资源的消耗。

应用陶瓷基复合材料可以节约能源资源，减少能源资源的浪费。

2.减少环境污染：陶瓷基复合材料具有优良的化学性能和物理性能，不易被腐蚀和污染。

采用陶瓷基复合材料可以减少对环境的污染，改善生态环境质量。

3.推动科学技术发展：陶瓷基复合材料是一种新型材料，具有多种先进的性能和特点。

推动陶瓷基复合材料的研发和应用，可以推动科学技术的进步和发展，提高我国在材料科学领域的技术水平和竞争力。

4.促进人才培养：陶瓷基复合材料项目的开展需要相关的科研、制造、管理等人才。

推动陶瓷基复合材料项目的发展，可以促进人才的培养和引进，提高相关行业的人才素质，为社会提供更多的就业机会。

连续纤维陶瓷基复合材料连续纤维陶瓷基复合材料是一种具有优异性能的先进工程材料，它由陶瓷基体和连续纤维增强相组成。

在近年来的研究中，连续纤维陶瓷基复合材料已经展示出了广阔的应用前景，尤其在航空航天、汽车、能源和军事等领域。

连续纤维陶瓷基复合材料的陶瓷基体可以是氧化物陶瓷，比如Al2O3、ZrO2等，也可以是非氧化物陶瓷，比如碳化硅、碳化硼等。

而连续纤维增强相主要有碳纤维、陶瓷纤维和金属纤维等。

这些纤维的主要作用是增强基体的强度和韧性，同时提高其耐磨性和耐高温性能。

连续纤维陶瓷基复合材料具有以下几个重要特点：首先，它具有优异的耐高温性能。

由于陶瓷基体具有较高的熔点和热稳定性，结合连续纤维增强相的优异导热性，使得这种复合材料能够在高温环境下保持稳定性能。

因此，连续纤维陶瓷基复合材料被广泛应用于航空航天发动机、燃气涡轮和核能设备等高温应用领域。

其次，它具有良好的力学性能。

连续纤维增强相的引入可以显著提高复合材料的强度和韧性。

与传统的陶瓷材料相比，连续纤维陶瓷基复合材料拥有更高的抗拉强度和压缩强度，同时具有较好的断裂韧性和抗冲击性。

这些优异的力学性能使得该材料能够承受复杂的加载条件和高强度的冲击负载，从而在航空航天和汽车等领域有着广泛的应用。

此外，连续纤维陶瓷基复合材料还具有良好的热导率和电绝缘性能。

由于长短纤维增强结构可以提高基体的导热性能，该材料在散热性能方面具有优势。

此外，陶瓷基体的绝缘性质使得连续纤维陶瓷基复合材料在高温和强电场环境下表现出良好的绝缘性能。

这使得该材料在电子器件和保护装备等领域的应用广泛。

然而，连续纤维陶瓷基复合材料也存在一些问题和挑战。

首先，制备这种复合材料的工艺较为复杂，需要高温和高压条件下的烧结技术。

其次，由于陶瓷基体的脆性，该材料在高温下易出现裂纹和热疲劳现象。

因此，研究人员正在寻求新的工艺和技术来克服这些问题。

综上所述，连续纤维陶瓷基复合材料具有良好的耐高温性能、优异的力学性能以及良好的导热性能和绝缘性能。

陶瓷基复合材料的应用
陶瓷基复合材料是一种结构复杂、性能优异的无机非金属材料。

它由陶瓷基质和高强度增韧相组成，能够在高温、高压、强腐蚀等恶
劣环境下发挥出良好的耐磨、耐腐蚀、高温稳定性和耐切割等性能，
因此被广泛应用于不同领域。

工业应用领域
在工业领域，陶瓷基复合材料的应用主要体现在耐火材料、磨料、切削工具、涂层、复合管、电气绝缘材料等方面。

比如在高温烧结炉、高温反应器中，钙钛矿型材料是一种重要的阀门材料和热交换器的材料；在汽车和航空领域，切削工具等陶瓷材料的使用能够提高加工效
率和精度，同时降低成本。

此外，陶瓷材料的磨料性能比金属材料优异，能够获得较好的加工表面质量和较高的加工效率，广泛用于锻压、砂轮加工、喷砂处理等加工工艺中。

医疗领域
陶瓷基复合材料在医疗领域的应用日益广泛。

采用陶瓷基复合材
料制成的人工关节、牙科种植体、修复材料等，其生物相容性和生物
活性都非常好，可以避免因金属材料引起的过敏反应和机体排异反应。

同时，陶瓷材料硬度高、抗压强度大，能够完全承受人体重量和牙齿
咬合力，具有优异的耐磨性和长期稳定性。

环境保护领域
陶瓷基复合材料的高耐磨、耐腐蚀性也使其在环境保护领域中得
到了广泛应用。

例如，陶瓷膜滤器常被用于废水处理、工业尾气净化
等领域中，因为其过滤精度高、操作简单、抗腐蚀性强等优点，能够
有效地分离出各种废水和气体中的有害物质，避免其对环境造成进一
步危害。

总之，随着现代工业技术的不断发展和进步，陶瓷基复合材料的
应用范围也将不断扩大与拓展，使之成为未来材料发展的热点之一。