陶瓷复合材料ppt陶瓷复合材料.ppt

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1、陶瓷复合材料,是指材料中的连续相（基体）为陶瓷的复合材料。,主要内容,概述颗粒弥散陶瓷基复合材料晶须强韧化陶瓷基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料纳米复合材料,陶瓷基复合材料种类,功能陶瓷-利用材料的电、磁、声、光、热、化学性能与力学性能及其耦合效应，实现某种使用功能的精细陶瓷。包括半导体材料、敏感材料(热敏、压敏、气敏、光敏、湿敏陶瓷等）、绝缘材料（含高导热绝缘材料）、高温超导材料等。,结构陶瓷-主要是指发挥其机械、热、化学等性能的一大类新型陶瓷材料。它可以在许多苛刻的工作环境下服役，因而成为许多新兴科学技术得以实现的关键，包括各种耐高温、耐腐蚀、耐磨结构材料，如Al2O3、BN、WC等结构用陶

2、瓷材料。,纳米功能陶瓷项链,结构陶瓷柱塞,高温结构陶瓷件,远红外负离子纳米功能陶瓷粉保健自发热 护踝,陶瓷材料复合化的目的,功能陶瓷主要是为了获得某些新的功能。,结构陶瓷为了提高材料的强度、韧性等力学性能，或耐热、耐蚀性能。,用作陶瓷基复合材料的强化材料,各种陶瓷颗粒、晶须、纤维及某些金属纤维。,陶瓷复合材料的应用,陶瓷材料具有强度高、质量轻、耐腐蚀、耐高温等一系列优点，受到广泛的关注与重视。,陶瓷复合材料主要应用在耐磨、耐蚀、耐高温以及对于强度、比强度、质量有较为特殊要求的材料等方面。作为高温结构件的陶瓷复合材料，较为成功的应用实例是轿车发动机涡轮增压器用转子材料（Si3N4基复合材料），其

3、工作温度为900，最高转速达每分钟十几万转。Si3N4基复合材料的另一典型应用是耐磨材料，如耐磨轴承、刀具等。,氧化锆耐腐蚀陶瓷轴承,超硬超耐磨立方氮化硼刀具，陶瓷刀具,陶瓷复合材料的韧化机制,韧化机制,防护机制,非防护机制,偏转机制,弯曲机制,桥梁机制,非桥梁机制,陶瓷复合材料的韧化机制,防护机制指可以缓和裂纹尖端的应力集中，从而减缓或阻止裂纹的扩展，提高材料韧性的机制。桥梁机制强化相直接承受应力作用；非桥梁机制以及强化相不直接承受应力，但在裂纹端形成附加应力场。,非防护机制指由于强化相的存在，迫使裂纹需要不断改变扩展方向，或使裂纹产生“弯曲”（类似于颗粒对位错的钉扎作用），使得其扩展需要消

4、耗附加能量（即提高了材料的韧性）。主要有偏转机制和弯曲机制。,陶瓷基复合材料的制备方法,粉末烧结法、气相析出法、有机高分子材料合成法、液态基体复合法、自蔓延燃烧合成法、等离子体喷射法以及电解析出法等几大类。,陶瓷基复合材料用增强体分类,增强材料,增强纤维,晶须,陶瓷片状晶体与硬质颗粒,陶瓷纤维有SiC、SiN、Al2O3纤维,增强纤维,金属纤维有Ta、Mo、W、Ni等纤维,碳纤维：有机高分子系和沥青系。,指直径在0.12um、长径比L/D在10以上的单晶体短纤维。主要是陶瓷晶须，如SiC晶须、NbC晶须、磷酸钙晶须。金属晶须和高分晶须的研究和使用报导还比较少。,晶须,片状陶瓷晶体又称晶片，主要

5、有SiC晶片和Al2O3晶片。,陶瓷片状晶体与硬质颗粒,颗粒弥散陶瓷基复合材料,复合材料的增强增韧体，在颗粒增强复合材料中一般为第二相，或者弥散相。可用于陶瓷复合材料增强体的弥散颗粒相主要有SiC、Al2O3、TiC、TiN、BN等硬质陶瓷相以及Fe、Co、Ni等金属及其合金等延性相。基体材料主要有SiC、Al2O3、ZrO2、Si3N4等各种陶瓷材料。,相变增韧陶瓷材料：ZrO2颗粒,颗粒弥散陶瓷基复合材料,硬质颗粒弥散强化陶瓷基复合材料,液相(L),立方相(C),四方相(t),单斜相(m),2370,1027,晶须强韧化陶瓷基复合材料,晶须的增韧效果很大程度上来自于晶须与基体的相互作用，而

6、相互作用的着力点（界面）则是晶须的表面。,晶须的处理,简单的原位处理方法，以使表面形成富碳膜层,化学或电化学涂层的方法，使晶须表面形成氧化物凝胶包覆层。,纤维增强陶瓷基复合材料,用陶瓷纤维增强的基体材料，主要有SiC、Si3N4、Al2O3、SiO2及玻璃等，其制造工艺包括：,纤维的处理（涂层等）,纤维的编织和叠层,将基体物质充填到纤维之间,压制和烧结等,陶瓷纤维增强基体材料制备技术的关键，是如何将陶瓷基体的粉料密实地充填到纤维之间。常用的充填方法：,化学气相渗透,高温熔融体渗透,室温浆料浸渍,反应烧结等,化学气相沉积,纳米复合材料,是指复合材料中至少有一种结晶相或者颗粒的尺寸为纳米尺度（200nm以内）,发光纳米复合材料,