陶瓷基复合材料，金属陶瓷复合材料有什么特点

本文目录一览

1，金属陶瓷复合材料有什么特点
2，何谓陶瓷基复合材料
3，制备陶瓷基复合材料的方法有哪些
4，什么是颗粒增强陶瓷基复合材料
5，为什么陶瓷基复合材料没有分类
6，什么是陶瓷基复合材料

1，金属陶瓷复合材料有什么特点

金属陶瓷复合材料有什么特点

2，何谓陶瓷基复合材料

　　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。陶瓷基复合材料已实用化或即将实用化的领域有刀具、滑动构件、发动机制件、能源构件等。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，显示出优异的摩擦磨损特性，取得满意的使用效果。

复合材料是由基体和加强体组成，它不是有机高分子材料，其中基体起结构作用。例如树脂是以玻璃为基体以高分子塑料为加强体。

有机高分子

何谓陶瓷基复合材料

3，制备陶瓷基复合材料的方法有哪些

1、料浆浸渍和热压烧结法料浆浸渍和热压烧结法的基本原理是将具有可烧结性的基体原料粉末与连续纤维用浸渍工艺制成坯件，然后高温下加压烧结，使基体材料与纤维结合成复合材料。2、直接氧化沉积法直接氧化沉积法最早被用于制备A12O3／A1复合材料，后推广用于制备连续纤维增强氧化物陶瓷基复合材料。LANXIDE法工艺原理为：将连续纤维预成型坯件置于熔融金属上面，因毛细管作用，熔融金属向预成型体中渗透。由于熔融金属中含有少量添加剂，并处于空气或氧化气氛中，浸渍到纤维预成型体中的熔融金属与气相氧化剂反应形成氧化物基体，产生的氧化物沉积在纤维周围，形成含有少量残余金属的、致密的连续纤维增强陶瓷基复合材料。此种方法适用于制备以氧化铝为基体的陶瓷基复合材料，如SiC／A1203，在1200~C的抗弯强度为350MPa，断裂韧性为18 MPa·m1/2 ，室温时的抗弯强度为450 MPa，断裂韧性为21 M Pa·m1/2 3、溶胶-凝胶法溶胶一凝胶法(Sol—ge1)是用有机先驱体制成的溶胶浸渍纤维预制体，然后水解、缩聚，形成凝胶，凝胶经干燥和热解后形成复合材料。此工艺组分纯度高，分散性好，而且热解温度不高(低于1400~C)，溶胶易于润湿纤维，因此更利于制备连续纤维增强陶瓷基复合材料。该工艺缺点是：由于是用醇盐水解来制得基体，所以复合材料的致密性差，不经过多次浸渍很难达到致密化，且此工艺不适于部分非氧化物陶瓷基复合材料的制备。

制备陶瓷基复合材料的方法有哪些

4，什么是颗粒增强陶瓷基复合材料

颗粒增强陶瓷基复合材料是指在陶瓷基体中引人第二相——颗粒增强相，并使其均匀弥散分布与基体复合而得到的一种强韧化的陶瓷基复合材料。陶瓷基体可以是氧化物陶瓷(如氧化铝、莫来石，刚玉石等)和非氧化物陶瓷(如各种氮化物、碳化物、硼化物等)。第二相颗粒可以是氧化物和非氧化物陶瓷颗粒或金属粉末颗粒，按共性质分为刚性(硬质)颗粒和延性颗粒。颗粒增强陶瓷是在金属材料弥散强化技术的基础上发展起来的一种陶瓷基复合材料技术，可明显改善陶瓷基体的强度、韧性和高温性能，尽管颗粒的增韧效果不如晶须与纤维，但具有制备工艺简单、第二相分散容易，易于制备形状复杂的制品，价格低廉等优点，颗粒增强可以得到各向同性和高温强度、高温蠕变性能有所改善的陶瓷基复合材料。颗粒弥散强化陶瓷基复合材料多采用机械混合法或化学馄合法得到均匀混合料，再经成型后递滋热压、无压烧结或热等静压烧结制成致密的复合材料。制备工艺的关键是选择合适的第二相颗粒，如何实现均匀弥散分布及烧结工艺。第二相颗粒引入的方式有直接混合法、原位生长法共沉积法，包裹法、溶胶凝胶法和气相法等。陶瓷基体与第二相颗粒的物理相容性(弹性模量、热膨胀系数是否匹配)、化学相容性(是否发生化学键合作用、是否有中间过载产物形成等)、第二相颗粒本身的粒度和强度、在陶瓷基体中的均匀分散程度、在陶瓷基体中的分布方式(处于晶界或晶粒内)均对强化效果有重要影响。颗粒复合增韧的原则如下。1.基体与颗粒复合相物理性能匹配。基体与颗粒的弹性模量和热膨胀系数必须匹配。这两个性能参数的差异决定了复合材料中基体与颗粒界面上的应为分布状况和犬小，而这种应力分布状况和大小又直接决定了增韧的效果。2.基体与颗粒复合相化学性能匹配。在复合材料体系中要求基体与颗粒增强相无强烈的化学反应，因而要求两者化学性能相近或不起化学反应，此外，还要求基体与颗粒能产生理想的界面。3.基体与颖粒的粒径大小相匹配。颗粒复合材料的性能和质量与粉末颗粒的粒度、含量及基体与增强基粒径的相对大小有关。4.颗粒本身应具有较好的综合性能，如高强度、高模量、高热稳定性和化学稳定性。

5，为什么陶瓷基复合材料没有分类

陶瓷基复合材料包括：⑴纤维（或晶须）增韧（或增强）陶瓷基复合材料。这类材料要求尽量满足纤维（或晶须）与基体陶瓷的化学相容性和物理相容性。化学相容性是指在制造和使用温度下纤维与基体两者不发生化学反应及不引起性能退化；物理相容性是指两者的热膨胀和弹性匹配，通常希望使纤维的热膨胀系数和弹性模量高于基体，使基体的制造残余应力为压缩应力。⑵异相颗粒弥散强化复相陶瓷。异相（即在主晶相—基体相中引入的第二相）颗粒有刚性（硬质）颗粒和延性颗粒两种，它们均匀弥散于陶瓷基体中，起到增加硬度和韧性的作用。刚性颗粒又称刚性颗粒增强体，它是高强度、高硬度、高热稳定性和化学稳定性的陶瓷颗粒。刚性颗粒弥散强化陶瓷的增韧机制有裂纹分叉、裂纹偏转和钉扎等，它可以有效提高断裂韧性。刚性颗粒增强的陶瓷基复合材料有很好的高温力学性能，是制造切削刀具、高速轴承和陶瓷发动机部件的理想材料。延性颗粒是金属颗粒，由于金属的高温性能低于陶瓷基体材料，因此延性颗粒增强的陶瓷基复合材料的高温力学性能不好，但可以显著改善中低温时的韧性。延性颗粒的增韧机制有：裂纹桥联、颗粒塑性变形、颗粒拔出、裂纹偏转和裂纹在颗粒处终止等，其中桥联机制的增韧效果比较显著。延性颗粒增韧陶瓷基复合材料可用于耐磨部件。⑶原位生长陶瓷复合材料。原位生长陶瓷复合材料又称为增强复相陶瓷。与前两种不同，此种陶瓷复合材料的第二相不是预先单独制备的，而是在原料中加入可生成第二相的元素（或化合物），控制其生成条件，使在陶瓷基体致密化过程中，直接通过高温化学反应或相变过程，在主晶相基体中同时原位生长出均匀分布的晶须或高长径比的晶粒或晶片，即增强相，形成陶瓷复合材料。由于第二相是原位生成的，不存在与主晶相相容性不良的缺点，因此这种特殊结构的陶瓷复合材料的室温和高温力学性能均优于同组分的其他类型复合材料。⑷梯度功能复合陶瓷。梯度功能复合陶瓷又称为倾斜功能陶瓷。初期的这种材料不全部是陶瓷，而是陶瓷与金属材料的梯度复合，以后又发展了两种陶瓷梯度复合。梯度是指从材料的一侧至另一侧，一类组分的含量渐次有100%减少至零，而另一侧则从零增加到100%，以适应部件两侧的不同工作条件与环境要求，并减少可能发生的热应力。通过控制构成材料的要素（组成、结构等）由一侧向另一侧基本上呈连续梯度变化，从而获得性质与功能相当于组成和结构的变化而呈梯度化的非均质材料，以减少和克服结合部位的性能不匹配。利用“梯度”概念，可以构想出一系列新材料。这类复合材料融合了材料—结构、细观—宏观及基体—第二相的界限，是传统复合材料概念的新推广。⑸纳米陶瓷复合材料。纳米复合材料是在陶瓷基体中含有纳米粒子第二相的复合材料，一般可分为三类：①基体晶粒内弥散纳米粒子第二相；②基体晶粒间弥散纳米粒子第二相；③基体和第二相同为纳米晶粒。其中①、②不仅可该改善室温力学性能，而且能改善高温力学性能；而③则可以产生某些新功能，如可加工性和超塑性。

6，什么是陶瓷基复合材料

合成材料合成材料又称人造材料，是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料，其特质与原料不同，如塑料、玻璃、钢铁等。无机非金属材料无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、棚化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、棚酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。元机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。元机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。在晶体结构上,元旦主企是材料的元素结合力主更主Af键、共价键主豆子-共价混合蟹。这些化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。元机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的元机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型元机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、非晶态材料(noncrystal material〉、人工晶体〈artificial crys-tal〉、无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic fibre〉等。无机非金属材料的分类 (1)传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸材料。

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。陶瓷基复合材料已实用化或即将实用化的领域有刀具、滑动构件、发动机制件、能源构件等。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，显示出优异的摩擦磨损特性，取得满意的使用效果。