陶瓷基复合材料论文新型复合材料及其应用-----陶瓷基复合材料摘要: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。而采取高强度、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。陶瓷基复合材料具备优秀能力的耐高温性能,主要用作高温及耐磨制品。其最高使用温度主要根据基体特征。一、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,。连续长纤维的连续长度均超过数百。纤维性能有方向性,一般沿轴向均有很高的强度和弹性模量。、高模量。耐热、耐磨。耐高温的陶瓷等无机非金属颗粒,主要有碳化硅、氧化铝、碳化钛、石墨。细金刚石、高岭土、滑石、碳酸钙等。主要还有一些金属和聚合物颗粒类增强体,,一般呈棒状,~1微米,长度为几十微米,由于其具有细小组织架构,缺陷少,具备极高的强度和模量。、高模量金属丝增强物主要有铍丝、钢丝、不锈钢丝和钨丝等,金属丝通常用于金属基复合材料和水泥基复合材料的增强,但前者比较多见。。将陶瓷薄片叠压起来形成的陶瓷复合材1料具备极高的韧性。二、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备极其重大的意义。(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。;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。,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。为了更好的提高这类材料的吸能,只能是增加断裂表面,即增加裂纹的扩展路径。,因而具备极高的强度,是一种非常理想的陶瓷基复合材料的增韧增强体。,其主要是利用ZrO2相变特性来提高陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度,使其具有优良的力学性能,低的导热系数和良好的抗热震性。它还可拿来明显提高