晶须增韧陶瓷复合材料

陶瓷基复合材料(CMC)

第四节陶瓷基复合材料（CMC）1.1概述工程中陶瓷以特种陶瓷应用为主，特种陶瓷由于具有优良的综合机械性能、耐磨性好、硬度高以及耐腐蚀件好等特点，已广泛用于制做剪刀、网球拍及工业上的切削刀具、耐磨件、发动机部件、热交换器、轴承等。

陶瓷最大的缺点是脆性大、抗热震性能差。

与金属基和聚合物基复合材料有有所不同的，是制备陶瓷基复合材料的主要目的之一就是提高陶瓷的韧性。

特别是纤维增强陶瓷复合材料在断裂前吸收了大量的断裂能量，使韧性得以大幅度提高。

表6—1列出了由颗粒、纤维及晶须增强陶瓷复合材料的断裂韧性和临界裂纹尺寸大小的比较。

很明显连续纤维的增韧效果最佳，其次为品须、相变增韧和颗粒增韧。

无论是纤维、晶须还是颗粒增韧均使断裂韧性较整体陶瓷的有较大提高，而且也使临界裂纹尺寸增大。

陶瓷基复合材料的基体为陶瓷，这是一种包括范围很广的材料，属于无机化合物纳构远比金属与合金复杂得多。

使用最多的是碳化硅、氮化硅、氧化铝等，它们普遍具有耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻和价格低等优点。

陶瓷材料中的化学键往注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。

碳纤维是用来制造陶瓷基复合材料最常用的纤维之一。

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，在1500霓的温度下，碳纤维仍能保持其性能不变，但对碳纤维必须进行有效的保护以防止它在空气中或氧化性气氛中被腐蚀，只有这样才能充分发挥它的优良性能。

其它常用纤维是玻璃纤维和硼纤维。

陶瓷材料中另一种增强体为晶须。

晶须为具有一定长径比(直径o 3。

1ym，长30—lMy”)的小单晶体。

从结构上看，晶须的特点是没有微裂纹、位偌、孔洞和表面损伤等一类缺陷，而这些缺陷正是大块晶体中大量存在且促使强度下降的主要原因。

在某些情况下，晶须的拉伸强度可达o．1Z(Z为杨氏模量)，这已非常接近十理论上的理想拉伸强度o．2Z。

晶须复合材料

晶须复合材料晶须复合材料是一种由晶须增强的复合材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。

晶须复合材料是通过将晶须与基体材料进行复合而制备而成的，晶须可以是碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等，基体材料可以是金属、聚合物、陶瓷等。

晶须复合材料具有高强度、高模量、耐磨损、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造、体育器材等领域。

晶须复合材料的制备方法多种多样，常见的有热压法、浸渍法、喷涂法等。

其中，热压法是一种常用的制备方法，通过将晶须与基体材料层层叠加，然后在高温高压下进行热压，使晶须与基体材料充分结合，从而得到具有优异性能的晶须复合材料。

浸渍法是将基体材料浸渍于晶须悬浮液中，然后经过干燥、热处理等工艺步骤，使晶须均匀分布在基体材料中，形成复合材料。

喷涂法则是将晶须喷涂在基体材料表面，然后经过热处理使其结合成复合材料。

晶须复合材料具有许多优异的性能，首先是高强度和高模量。

由于晶须的加入，使得复合材料的强度和刚度得到了显著提高，能够承受更大的载荷。

其次是耐磨损和耐腐蚀性能。

晶须具有优异的耐磨损和耐腐蚀性能，因此使得复合材料在恶劣环境下具有更长的使用寿命。

此外，晶须复合材料还具有良好的导热性能和耐高温性能，适用于高温高压环境下的工作。

晶须复合材料在航空航天领域有着广泛的应用。

航空航天领域对材料的性能要求非常严格，晶须复合材料的优异性能使其成为航空航天领域的理想材料。

晶须复合材料可以用于制造飞机机身、发动机零部件、卫星结构件等，能够提高航空航天器的性能和可靠性。

此外，晶须复合材料还被广泛应用于汽车制造、船舶建造、体育器材等领域，为这些领域的发展提供了新的可能性。

总的来说，晶须复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景，是一种具有发展潜力的新型材料。

随着科学技术的不断进步，相信晶须复合材料将会在更多领域得到应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。

陶瓷基复合材料(CMC).

第四节陶瓷基复合材料（CMC）1.1概述工程中陶瓷以特种陶瓷应用为主，特种陶瓷由于具有优良的综合机械性能、耐磨性好、硬度高以及耐腐蚀件好等特点，已广泛用于制做剪刀、网球拍及工业上的切削刀具、耐磨件、发动机部件、热交换器、轴承等。

陶瓷最大的缺点是脆性大、抗热震性能差。

与金属基和聚合物基复合材料有有所不同的，是制备陶瓷基复合材料的主要目的之一就是提高陶瓷的韧性。

特别是纤维增强陶瓷复合材料在断裂前吸收了大量的断裂能量，使韧性得以大幅度提高。

表6—1列出了由颗粒、纤维及晶须增强陶瓷复合材料的断裂韧性和临界裂纹尺寸大小的比较。

很明显连续纤维的增韧效果最佳，其次为品须、相变增韧和颗粒增韧。

无论是纤维、晶须还是颗粒增韧均使断裂韧性较整体陶瓷的有较大提高，而且也使临界裂纹尺寸增大。

陶瓷基复合材料的基体为陶瓷，这是一种包括范围很广的材料，属于无机化合物纳构远比金属与合金复杂得多。

使用最多的是碳化硅、氮化硅、氧化铝等，它们普遍具有耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻和价格低等优点。

陶瓷材料中的化学键往注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。

碳纤维是用来制造陶瓷基复合材料最常用的纤维之一。

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，在1500霓的温度下，碳纤维仍能保持其性能不变，但对碳纤维必须进行有效的保护以防止它在空气中或氧化性气氛中被腐蚀，只有这样才能充分发挥它的优良性能。

其它常用纤维是玻璃纤维和硼纤维。

陶瓷材料中另一种增强体为晶须。

晶须为具有一定长径比(直径o 3。

1ym，长30—lMy”)的小单晶体。

从结构上看，晶须的特点是没有微裂纹、位偌、孔洞和表面损伤等一类缺陷，而这些缺陷正是大块晶体中大量存在且促使强度下降的主要原因。

在某些情况下，晶须的拉伸强度可达o．1Z(Z为杨氏模量)，这已非常接近十理论上的理想拉伸强度o．2Z。

陶瓷基复合材料的制备方法

轨前进，沿着窑内设定的温度分布经预热、烧
结、冷却过程后，从窑的另一端取出成品。
4．精加工
由于高精度制品的需求不断增多，因此在烧结
后的许多制品还需进行精加工。精加工的目的是为了提高烧成品的尺寸精度和表面平滑性，前者主要用金刚石砂轮进行磨削加工，后者则用磨料进行研磨加工。
以上是陶瓷基复合材料制备工艺的几个主要步
韧陶瓷基复合材料。
由于晶须的尺寸很小，从宏观上看与粉末一样，
因此在制备复合材料时，只需将晶须分散后与基体粉
末混合均匀，然后对混好的粉末进行热压烧结，即可
制得致密的晶须增韧陶瓷基复合材料。
目前常用的是SiC，Si3N4 ，Al2O3 晶须，常用的基体则为Al2O3，ZrO2，SiO2，Si3N4及莫来石等。晶须增韧陶瓷基复合材料的性能与基体和晶须的选择、晶须的含量及分布等因素有关。
易造成烧成后的生坯变形或开裂、只能适用于形
状比较简单的制件。
采用橡皮模成型法是用静水压从各个方向均匀加压于橡皮模来成型，故不会发生生坯密度不均匀和具有方向性之类的问题。
由于在成型过程中毛坯与橡皮模接触而压成
生坯，故难以制成精密形状，通常还要用刚玉对细节部分进行修整。
另一种成型法为注射成型法。从成型过程上看，
据需要的厚度将单层或若干层进行热压烧结成型，如
下图所示。
纤维层基体
纤维布层压复合材料示意图这种材料在纤维排布平面的二维方向上性能优越，而在垂直于纤维排布面方向上的性能较差。一般应用在对二维方向上有较高性能要求的构件上。
另一种是纤维分层单向排布，层间纤维成一定角度，
如下图所示。纤维层
基体
Z
三向C/C编织结构示意图 Y
这种三维多向编织结构还可以通过调节

陶瓷及复合材料知识点

10，界面定义:复材中任何两相(纤,基)间出现某种不连续的边界
11. 界面结合类型:机械结合:组元间无任何化学反应,由纯粹的机械互锁而形成的结合;化学结合:组元间元素发生相互扩散、溶解及化学反应形成的结合
12. 界面功能:有效传递载荷.调节应力分布:
13. CVI特点:①适用面广②工艺温度低③对纤维机械损伤小③净成型⑤多孔性; CVI技术不能产生完全致密的陶基复材
1. 陶瓷基复合材料(CMC)定义:陶瓷基体中引入第二项材料,使之增强增韧的多项材料。
2. 陶瓷基复材包括:纤维(晶须)增韧(增强)~;异相颗粒弥散强化复相~;原位生长~;梯度功能~;纳米陶瓷复合材料;
3. SIC晶须/Si3N4复合材料有极好的:高温强度,断裂韧性.
4. 陶瓷脆性本质:结构中原子排列性状决定其缺乏像金属那样的塑性变形能力,在断裂过程中了产生新断裂表面所需表面能外,几乎没有其他吸取能量的机制.
14. 晶须(短切纤维)分散方法:球磨\超声振动\溶胶-凝胶法
15. JC/SIC比碳化硅纤维性能:①Hi-Nicalon纤维直径较粗②基体成分与纤维成分基本相同，组元元素间相互扩散速率小③纤维的纵向热膨胀系数(约0)比基体的(4.35*10^-6)小.
16. 晶须增强陶基复材制备中,晶须为何要分散,有哪些分散方法?为了消除晶须的团聚和族簇.;有球磨\超声振动\溶胶-凝胶法
5. 纤维增强聚合物/金属,纤维承受较大比例载荷
6. 纤维复材断裂模式:纤维/基体界面结合弱,基体出现裂纹,界面局部解离,纤维在裂纹面间将破碎基体桥联起来,使复合材料继续承担载荷..
7. 裂纹偏转机制,纤维拔出机制:其中以纤维断头克服摩擦力从基体断裂面拔出消耗能量效果最为显著

晶须增强陶瓷复合材料

1.1什么是晶须？
晶须是一种纤维状单晶，横断面近乎一致，内外结构高度完整，长径比一般在5～1000以上，直径通常在20nm ～100μm之间，但具有特殊性质的晶须直径通常在1 ～10μm之间。
1.2晶须的发展历史
1661年，Robert Boyle 在 ”TheSceptical Chemist” 中首次认识银晶须自发生长的现象。 20世纪60年代初开发了金属氧化物、碳化物、氮化物、卤化物等晶须实验品。 1965年，开发出强度比Al高6倍的AlO3(w)/Al复合材料，强度比塑料高10倍的Al2O3 (w)/塑料复合材料。
2.2.1晶须的生长机制
晶须是在一个过饱和度很低甚至接近平衡蒸汽压的条件下生长的。它与块状晶体的区别在于：晶须只有一维生长方向，块状晶体属二维生长。
1、晶须生长的VLS机制
VLS机制（V代表提供的气体原料，L为液体触媒，S为固体晶须）是晶须生长的最重要的机制。许多有价值的晶须，特别是陶瓷类晶须的生长几乎都遵循VLS方式。该系统中存在的触媒液滴是气体原料和固体产物之间的媒介。形成晶须的气体原料通过气-液界面输入到小液滴中，使小液滴成为含有晶须气体原料的熔体，当融体达到一定的过饱和度时析出晶体，并沉积在液滴与基体的界面上。随着气源的连续供给，晶须连续长出，而将小液滴抬起，应到停止生长，最后小液滴残留在晶须的顶端，构成VLS机制的晶须形貌特征
晶须增强陶瓷复合材料
第三组
主讲人：叶文海小组成员：卢波许秦伟田晔蒋敏敏袁倩刘丽叶文海
小组分工：
1、晶须的定义和发展历史 2、晶须的种类及制备方法田晔袁倩许秦伟
3、晶须陶瓷基复合材料的增韧机制和加工
4、晶须增强陶瓷复合材料的应用及前景

晶须增韧陶瓷基复合材料强韧化机制的评述

晶须增韧陶瓷基复合材料强韧化机制的评述
1. 晶须增韧化技术是什么?
晶须增韧化技术是一种将晶须材料引入到基础材料中的技术，通过晶须的固定和增长，改善复合材料的机械性能和韧性。

2. 什么是陶瓷基复合材料？
陶瓷基复合材料是以陶瓷为基础材料，通过添加其他强化材料来提高其性能，具有高强度、高硬度、高温耐性、耐磨损等特点。

3. 强韧化机制是如何发生的？
晶须增韧陶瓷基复合材料的强韧化机制主要是由晶须与基础材料之间的相互作用所产生的。

晶须可以在材料中分散均匀，形成纤维状结构，避免裂纹扩展，增加其韧性。

同时，晶须具有很高的强度，它与基础材料之间的化学结合可以增强材料的力学性能。

4. 晶须增韧化技术的优点是什么？
晶须增韧化技术是一种有效提高材料性能的技术，具有以下优点：
（1）提高材料韧性，增强抗裂性；
（2）增加材料强度，提高其耐久性；
（3）降低材料疲劳度，延长材料的使用寿命。

5. 晶须增韧化技术的应用领域有哪些？
晶须增韧化技术可以应用于各种复合材料的制备中，主要应用领域包括：
（1）汽车工业——制备高硬度、高温度下可靠的发动机零件、制动系统；
（2）电子工业——制备高强度、高温度下可靠的电子陶瓷；
（3）航空航天工业——制备高强度、轻质、高温度下可靠的航空材料。

6. 晶须增韧陶瓷基复合材料的未来发展趋势是什么？
晶须增韧陶瓷基复合材料的未来发展趋势主要是往以下方面发展：
（1）研制更高性能的晶须材料；
（2）探索更加有效的晶须分散方式；
（3）进一步深入研究晶须与基础材料之间的相互作用机理；
（4）将晶须增韧化技术应用于更多领域，以满足工业和社会的需要。

SiC晶须增韧Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的研究

ｍｅｈｎｃｌｒｐｒｉｓｏｈｉｉｅｏｇｅｉｇＴｉＣ，ｃａｉｏｅｔｆｔｅＳＣｗｈｓｒｔｕｈｎｎ（Ｎ）一ｂｓｄｃｒｅｍｐｓｅａｅｏｔｉｅｔｈａｐｅｋａｅｅｔｃｏｉｃｎｂｂａｎｄｗｉｔｅｍｏｔｓｈ
ＡｓａｔＥｆｃｏｉｅｅｔｉｗａｄｔｎａｄｔｅａｕｍｎｅｉｇｔｅｔｒｓｎｔｅｒｐｒｅｅｉＣＮ）ｂｔｃ：ｆｔｆｆｒｎＣｄｉｏｎｃｕｓｔｒｍｐｒｕｅｏｏｅｉｏｔ（，一ｒｅｄｆＳｉｈｖｉｎｅａｈｐｔｓｆｈＴ
属陶瓷具有红硬性高、摩擦系数低、耐磨性好、耐腐
本试验所选用的ＳＣ晶须是中国矿业大学用稻ｉ
壳法生产的 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ晶须平均直径为０５１０ｍ，度２，．～．长
１～４ｔ熔点２０ ℃ ，论密度３２／ｍ３弹性００ｍ，￣７０理．ｇｃ，
增韧方式中，晶须增韧不仅增韧效果高，且适用于而室温和高温。当然，称为 “ 须之王 ” ＳＣ更号晶的ｉｗ加受人青睐。笔者通过在ＴｉＣ，基金属陶瓷基（Ｎ）
模量为４４Ｐ，膨胀系数为４７×１１Ｇａ热．０
。选
用的ＴｉＣ，、Ｃ、、（Ｎ）ＴｉＣＭｏ各粉末由‘ ｏ株洲６１钽铌０
所生产、Ｃ粉末由江西大余ＷＣ制品厂生产、ＷＮｉ

SIC晶须颗粒3YSZZrO2---两种常用的陶瓷增强增韧材料

SIC晶须颗粒3YSZZrO2---两种常用的陶瓷增强增韧材料陶瓷材料作为技术革命的新材料，早在十几年前就引起了一些发达国家的竞相关注。

陶瓷材料的致命缺点是它的脆性，低可靠性和低重复性，这些不足严重影响了陶瓷材料的应用范围。

只有改善陶瓷的断裂韧性，提供其可靠性和使用寿命，才能使陶瓷材料真正地成为一种广泛应用的新型材料。

因此，陶瓷增强增韧技术也一直是技术人的热点讨论话题。

常用的两种陶瓷增韧方法和材料包括：1）贝塔相SIC碳化硅晶须和颗粒增韧在陶瓷材料中加入碳化硅晶须来改善陶瓷材料的脆性，增强陶瓷材料的韧度和强度，使陶瓷基复合材料能显著提高冲击韧性和抗震性，降低陶瓷的脆性，同时陶瓷有保护纤维，使之在高温下不被氧化，因此具有很高的高温强度和弹性模量。

陶瓷碳化硅晶须是具有一定长径比且缺陷很少的陶瓷小单晶，因而具有很高的强度,是一种非常理想的陶瓷基复合材料的增韧增强体。

陶瓷碳化硅晶须的宏观形态是絮状的粉末，制备复合材料时，直接将晶须分散后与基体粉末混合均匀即可。

混合好的粉末同样用热压烧结的方法,即可制得致密的晶须增韧陶瓷基复合材料。

2）纳米氧化锆陶瓷的相变增韧相变增韧效果显著，主要应用于氧化锆陶瓷中。

3YSZ加钇纳米二氧化锆。

相变增韧ZrO2长石质陶瓷是一种极有发展前途的新型结构陶瓷,它主要是利用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。

它还可以用来显著提高脆性材料的韧性和强度,是复合材料和复合陶瓷中重要的增韧剂。

ZrO2陶瓷突出的性能，使它成为目前使用面最广的氧化物陶瓷之一。

以ZrO2材料为主的增韧陶瓷在机械、电子、石油、化工、航天、纺织、精密测量仪器、精密机床、生物工程和医疗器械等行业有着广泛的应用前景，由于部分稳定氧化锆具有热导率低、强度和韧性好、弹性模量低、抗热冲击性和工作温度(1100℃ )高，所以用于制造狄索尔发动机零件、内燃机零件。

SiC晶须增韧陶瓷基复合材料及其分散研究

·14·材料导报网刊 2006年9月第5期SiC晶须增韧陶瓷基复合材料及其分散研究王成文1，戴长虹1，时春华1，刘昌明2(1青岛理工大学环境与市政工程学院，青岛 266033；2济南精诚环保设备有限公司，济南 250158)摘要阐述了SiC晶须增韧陶瓷基复合材料的进展，指出晶须增韧过程中遇到的难题；综述了近年来对SiC晶须分散性的研究及其效果，主要介绍了硅烷偶联剂的化学键合理论和物理作用理论，并认为化学键合理论在SiC晶须的分散中是主要的。

关键词SiC晶须陶瓷基复合材料硅烷偶联剂Reinforcing Ceramic Matrix Composites with SiC Whiskers and Research on ItsDipersionWANG Chengwen1 , DAI Changhong1 , SHI Chunhua1 , LIU Changming2(1 Institute of Environment and Municipal Engineering, Qingdao Technological University,Qingdao 266033；2 Jinan JingCheng Environment Protection Equipment Co.Ltd., Jinan 250158)Abstract The development of reinforcing ceramic composites with SiC whiskers is set forth. The problems met in the process of reinforcing ceramic composites are pointed out. The research and effect dispersity of SiC whiskers in these years are summarized. The chemical bond join theory and physics effect theory of silane coupling agent are introduced mostly. And the chemical bond join theory in the process of dispersing SiC whiskers is considered to be primary.Key words SiC whiskers, ceramic matrix composites, silane coupling agent1 SiC晶须的基本特性SiC晶须是一种针状单结晶体，作为原子晶体，它具有低密度、高熔点、高强度、高模量、低的热膨胀率，以及耐磨、耐蚀、耐高温氧化等优良特性。

陶瓷基复合材料

碳/碳化硅陶瓷基复合材料一、简介陶瓷基复合材料(Ceramic matr ix composite ,CMC)是在陶瓷基体中引入第二相材料, 使之增强、增韧的多相材料, 又称为多相复合陶瓷(Multiphase composite ceramic)或复相陶瓷(Diphase ceramic)。

陶瓷基复合材料是20 世纪80 年代逐渐发展起来的新型陶瓷材料, 包括纤维(或晶须)增韧(或增强)陶瓷基复合材料、异相颗粒弥散强化复相陶瓷、原位生长陶瓷复合材料、梯度功能复合陶瓷及纳米陶瓷复合材料。

其因具有耐高温、耐磨、抗高温蠕变、热导率低、热膨胀系数低、耐化学腐蚀、强度高、硬度大及介电、透波等特点,在有机材料基和金属材料基不能满足性能要求的工况下可以得到广泛应用, 成为理想的高温结构材料。

报道,陶瓷基复合材料正是人们预计在21 世纪中可替代金属及其合金的发动机热端结构的首选材料。

鉴于此, 许多国家都在积极开展陶瓷基复合材料的研究, 大大拓宽了其应用领域, 并相继研究出各种制备新技术。

其中,C/SiC 陶瓷基复合材料是其中一个非常重要的体系。

C/SiC 陶瓷基复合材料主要有两种类型, 即碳纤维/碳化硅(Cf /SiC)和碳颗粒/碳化硅(Cp/SiC)陶瓷基复合材料。

Cf /SiC 陶瓷基复合材料是利用Cf 来增强增韧SiC 陶瓷, 从而改善陶瓷的脆性, 实现高温结构材料所必需的性能, 如抗氧化、耐高温、耐腐蚀等;Cp/SiC 陶瓷基复合材料是利用Cp 来降低SiC 陶瓷的硬度, 实现结构陶瓷的可加工性能,同时具有良好的抗氧化性、耐腐蚀、自润滑等。

本文主要综述了Cf /SiC 陶瓷基复合材料的制备及应用研究现状,并且从结构和功能一体化的角度, 提出了采用软机械力化学法制备Cp 与SiC 复合粉体, 通过无压烧结得到强度、抗氧化性、耐腐蚀等性能以满足普通民用工业用的Cp/SiC 陶瓷基复合材料的制备技术及应用前景。

晶须增韧陶瓷复合材料

第34卷第5期2006年5月化工新型材料N EW CHEM ICA L M A T ERIA LS V ol 134N o 15#1#基金项目:国家自然科学基金重点项目(59431040);辽宁省自然科学基金资助项目(9810301003)作者简介:陈尔凡(1955-),男,博士,教授。

综述与专论晶须增韧陶瓷复合材料陈尔凡郝春功李素莲张英杰马驰(沈阳化工学院材料科学与工程学院,沈阳110142)摘要综述了晶须增韧陶瓷复合材料的制备方法和分类;讨论了影响增韧效果的各种因素及对陶瓷材料力学性能、抗热震性和耐磨性等方面的影响;并将近年来有关晶须增韧陶瓷基复合材料机理方面的研究进展,晶须在陶瓷材料中的应用及今后的发展趋势等作以介绍。

关键词晶须,陶瓷基,增韧机理,影响因素,复合材料Ceramic matrix composite toughened by whiskersChen Erfan H ao Chung ong Li Sulian Zhang Ying jie Ma Chi (Depar tm ent o f Poly mer M aterials and Engineering,Shenyang Institute ofChem ical T echno logy ,Shenyang 110142)Abstract A review w as g iv en o n the preparing methods and classificat ion o f ceramic mat rix composit es tough -ened by w hiskers.Influencing factor s of toug hened cer amic matr ix co mpo sites w ere discussed 。

T he mechanics pr oper -ties,the ther mal shock propert y and the wear resistance o f the co mpo site wer e briefly intr oduced.Fur ther mor e,it has been introduced that the development in mechanism of w hisker s t oughened ceramic matr ix co mpo sites.T he applicat ions of w hisker s in ceram ic matrix composit es also wer e sho wn.F inally,futur e direction in this field w as pr edict ed.Key words whisker,ceramic matr ix ,to ug hening mechanism,influencing facto r,co mpo site晶须是具有近似规整截面,其截面积小于512@10-4cm 2,长径比在5~1000,甚至更高,且内、外结构几乎完整的一类单晶纤维材料。

SiC晶须增韧陶瓷基复合材料的研究进展

李喜宝:男,1980年生,硕士研究生　Tel :027*********　E 2mail :lixibao2004@ 柯昌明:博士,博士生导师,教授　Tel :027*********　E 2mail :kechming @SiC 晶须增韧陶瓷基复合材料的研究进展李喜宝,柯昌明,李　楠(武汉科技大学高温陶瓷与耐火材料湖北省重点实验室,武汉430081) 摘要介绍了SiC 晶须增韧陶瓷基复合材料的烧结合成方法,将各动力学因素(晶须含量、混合工艺和烧结温度)对热压烧结法制备SiC 晶须增韧陶瓷基复合材料的影响进行了详细阐述,叙述并讨论了SiC 晶须增韧的不同机理,并展望了该领域的研究方向。

关键词 SiC 晶须　增韧机理　热压烧结　陶瓷Progress in Ceramic Matrix Composite by SiC Whisker TougheningL I Xibao ,KE Changming ,L I Nan(The Hubei Province Key Laboratory of Ceramics and Refractories ,Wuhan University of Science and Technology ,Wuhan 430081)Abstract Various sintering methods for synthesizing ceramic matrix composite by SiC whisker toughening aresummarized.The effects of a set of reaction dynamics parameters including the content of SiC whisker ,mix process and temperature of reaction on the synthesis of ceramic matrix composite by SiC whisker toughening using hot 2pressing sin 2tering method are also prescribed systematically.The various toughing mechanisms of SiC whisker are prior to be dis 2cussed and then the f urther related research is prospected.K ey w ords SiC whisker ,toughing mechanism ,hot 2pressing sintering ,ceramics 陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优异特性,但存在脆性大、易断裂的缺点[1],从而限制了其实际应用范围,因此改善陶瓷材料的脆性、增大强度、提高其在实际应用中的可靠性成为其能否广泛应用的关键。

【精品文章】“晶须之王”碳化硅及其增韧复合材料

“晶须之王”碳化硅及其增韧复合材料
随着现代科技的迅速发展，航空航天、能源等领域对结构材料的性能提出了更高的要求。

因此，开发高韧性、耐磨、耐腐蚀及热/化学稳定性好的新型复合材料成为材料研究的热点之一。

其中，晶须增韧的复合材料由于其优异的性能而备受关注。

SiCw素有“晶须之王”的美誉，具有高强度、高弹性模量等优点，碳化硅晶须的加入使复合材料的断裂韧性、抗弯强度等性能有明显的改善。

作为一种优良的补强增韧剂，SiCw增韧的金属基、陶瓷基及聚合物基复合材料已广泛运用到机械、化工、国防、能源、环保等领域。

碳化硅晶须
一、碳化硅晶须的性质
SiC 晶须(SiCw )是一种直径为纳米级至微米级的具有高度取向性的单晶纤维，晶体结构与金刚石相类似，晶体内化学杂质少，无晶粒边界，晶体结构缺陷少，结晶相成分均一。

其具有高熔点、低密度、高强度、高弹性模量、低热膨胀率以及耐磨、耐腐蚀、抗高温氧化能力强等特性。

主要用于需要高温高强应用材质的增韧场合。

其相关指标见下表：
SiCw 有α型(六方和菱方结构)和β型(面心立方结构)2 种晶型，β型各方面性能优于α型。

目前只有β-SiCw实现了工业化规模生产, 因此研究和使用的主要是β-SiCw。

二、碳化硅晶须应用概况
目前SiCw已广泛用于增韧金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料，SiCw 增韧的陶瓷切削工具己应用于生产。