陶瓷基复合材料CMC
陶瓷基羧甲基纤维素钠(cmc)技术标准
主要有效成分羧甲基纤维素钠级别陶瓷级品牌杨森化工，陶隆化学有效物质含量 95（％）产品规格25kg/包执行标准企业标准主要用途釉用cas 无羧甲基纤维素钠（cmc）前言：cmc是一种水溶性高分子纤维素，由纸浆(α-cellouse)与单氯乙酸钠经醚化后之产品。
应用于陶瓷釉浆中主要作用在于调整釉浆粘度及流变性，改善坯釉结合性能，提高釉面强度及表面张力，增强釉料的保水性，防止开裂及印刷断裂，同时减少釉干燥后收缩，增加生釉强度，使之不易与坯体剥落，此外在施釉后干燥均匀，因而形成致密坚实之釉面，使烧成后之瓷砖更平整光滑。
一、产品型号、应用及特性产品型号应用范围cmc特性粘度（mpa.s）取代度备注cmc-500陶瓷渗花釉分子链短，透明度高，渗透性好400~500≥0.90 cmc-1400日用瓷、卫浴釉料粘接、悬浮、保水、解凝、流变性等均极佳1000~1400≥1.20cmc-2500陶瓷印花釉溶解性及透明度高，流动性、分散性、透网性好，不塞网，溶液稳定性高2500~3000≥0.95颗粒状cmc-3000陶瓷印花釉2800~3300≥0.95cmc-1200陶瓷釉料、印花釉调节釉浆粘度,良好的流变性，提高釉面强度及保水性，增强釉面的平滑度，避免因施釉后坯体开裂及印刷断裂1100~1400≥0.90cmc-6000陶瓷釉料、印花釉5500~6500≥0.90cmc-3500陶瓷釉料在釉浆中起粘接、悬浮、保水、解凝作用，流变性稍差。
3300~3800≥0.85cmc-4000陶瓷釉料流动性好，电荷密集，用量少，提高釉浆稳定性、平滑性、黏附性，在釉浆中起粘接、悬浮、保水、解凝作用。
3500~4000≥0.90备注以上粘度为2%溶液在30℃时,用ndj-1粘度计测定注：以上所列只是本司客户较常使用之cmc，本司还提供各种特殊性能的cmc，欢迎至电索样或订做。
二、产品应用我司供应各种高、中、低粘度之cmc，用量约0.2%(干釉1000㎏添加2㎏)高粘度之cmc用量可降低一般在0.05~0.1%间，低粘度之cmc兼具解胶作用。
CMC
• 有反应界面
• 在增韧体与基体之间形成一层中间反应层，中间层将 基体与增韧体结合起来。这种界面层一般都是低熔点 的非晶相，因此它有利于复合材料的致密化。
CMC界面
概 述
• 短纤维、晶须及颗粒增韧陶瓷基复合材 料。
• 目前常用的是SiC和A12O3晶须．常用的基体则为A12O3 ，SiO2， Si3N4以及莫来石等。 • 晶须具有长径比，含量较高时，桥架效应使致密化因难，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。目前这些复合材料已广泛用来制 造刀具。
CMC界面
比较可知， 若纤维末涂涂 层，则复合材料的 断面呈现为脆性的 平面断裂; 经CVD沉积2um 的BN涂层后，断面 上可见到大量的纤 维拔出。
CMC性能
• 由于制备陶瓷基复合材料的强化材料不 同、基材不同和所用工艺方法不同，因 此陶瓷基复合材料的性能也各不相同。
• 对于陶瓷基复合材料来说，人们不但关 心它们的室温性能，而且更关心它们的 高温性能。
CMC界面
可以看出有明显的锯齿效应，这是晶须拔出桥接 机制作用的结果。
CMቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ界面
• 界面的改性
• 为获得最佳的界面结合强度，我们常常希望完全避免界面间的 化学反应或尽量降低界面间的化学反应程度和范围。 • 实际当中除选择纤维和基体在加工和服役期间能形成热动力学 稳定的界面外，最常用的方法就是在与基体复合之前在增强材 料表面上沉积一层薄的涂层。 • 涂层对纤维还可起到保护作用，避免在加工和处理过程中造成 纤维的机械损坏。
陶瓷基复合材料(CMC
(70-350MPa)
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第三节 陶瓷粉末的烧结
粉末状物料在压制成型后，含有大量气孔，颗粒 之间接触面积较小，强度也比较低。经过高温作 用后，坯体中颗粒相互烧结，界面逐渐扩大成为 晶界，最后数个晶粒结合在一起，产生再结晶与 聚集再结晶，使晶粒长大。气孔体积缩小，大部 分甚至全部从体坯中排出，体收缩而致密，强度 增加，成坚固整体。上述整个过程叫烧结过程。
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烧结作用力分析
表面张力产生的作用于ABCD表面上切线方向的力， 可由表面张力定义求出
11
由表可以看出，曲面压力随颗粒半径之降低而 增加，随曲面圆内角θ之减小而降低，亦即随 烧结之进行而降低。所以颗粒越细，曲面压力 越大，颈部成长越快。颈部长大表面积减小， 表面能也降低。
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三、烧结机理
(一)颗粒的粘附作用
（7）氮化硅的电绝缘性也很好
5
三、碳化硅陶瓷
由反应烧结法（α-SiC+C粉 烧结）和 热压烧结（SiC+促进剂）法制备 特点： 较高的高温强度 较高的热导率 较好的热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和 抗蠕变性
6
四、玻璃陶瓷
含有大量微晶体的玻璃称为微晶玻璃或 玻璃陶瓷。常用的玻璃陶瓷有锂铝硅 （Al2LOi23O-S-iAOl22O，3M-SAiOS)2两，L个AS体）系和。镁铝硅(MgO-
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模量
40
断裂韧性
没有增强时，断裂韧性随温度升高而降低，有晶须 增强后，因纤维拔出，在高温随温度升高而增大 41
2.蠕变
在高温或高应力的作用下，玻璃发生粘性流动， 应变急剧增大 42
3．热冲击性（热震性)
3陶瓷基复合材料(CMC)
三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计
1、界面的粘结形式 （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。 若增强体与基体在高温时不发生反应，那么在冷却下来时， 陶瓷的收缩大于增强体，由此产生的径向压应力τ与界面剪 切应力στ有关：τ = υ στ ，υ为摩擦系数，一般取0.1~0.6。
图10 - 10
陶瓷基复合材料界面示意图
3、界面性能的改善
为了获得最佳界面结合强度，希望避免界面化学 反应或尽量降低界面的化学反应程度和范围。 实际当中除选择增强剂和基体在制备和材料服役 期间能形成热动力学稳定的界面外，就是纤维表 面涂层处理。包括C、SiC、BN、ZrO2 和SnO2等。 纤维表面涂层处理对纤维还可起到保护作用。纤 维表面双层涂层处理是最常用的方法。其中里面 的涂层以达到键接及滑移的要求，而外部涂层在 较高温度下防止纤维机械性能降解。
纤维增韧
SiC/硼硅玻璃 SiC/
SiC/锂铝硅玻璃 SiC/
铝
钢
8 ~10
15~25
15~25
33~44
44~66
裂纹尺寸 大小, µm
131~204
二、陶瓷基复合材料的制备工艺 1、粉末冶金法 原料（陶瓷粉末、增强剂、粘结剂和助烧 剂）→ 均匀混合（球磨、超声等）→ 冷压 成形 → （热压）烧结。 关键是均匀混合和烧结过程防止体积收缩 而产生裂纹。
8、其它方法
2）原位复合法 利用化学反应生成增强组元—晶须或高长径比晶体 来增强陶瓷基体的工艺称为原位复合法。 其关键是在陶瓷基体中均匀加入可生成晶须的元素 或化合物，控制其生长条件使在基体致密化过程中 在原位同时生长出晶须；或控制烧结工艺，在陶瓷 液相烧结时生长高长径比的晶相，最终形成陶瓷基 复合材料。
CMC—SIC复合材料
CMC (Ceramic Matrix Composites) 是一
种由陶瓷基复合材料和增强纤维组成的材料。
SIC (Silicon Carbide) 是一种著名的陶瓷材料，具有高硬度、高耐磨性、高温稳定性等
特点，是CMC中常用的陶瓷基材料之一。
CMC—SIC复合材料是由CMC和SIC两种
材料组成的复合材料。
CMC作为基体材料，提供了复合材料的韧性和可加工性；而SIC
作为增强材料，则能够提高复合材料的强度
和硬度，并且具有耐磨、耐高温等特点。
CMC—SIC复合材料具有以下特点：
1.高强度：SIC纤维增强基体的强度比单一
CMC基体的强度高出数倍。
2.高硬度：SIC是一种硬度极高的陶瓷材料，能够提高复合材料的硬度。
3.良好的耐磨性：SIC具有良好的耐磨性，能够提高复合材料的耐磨性。
4.良好的高温性能：SIC具有良好的高温稳定性，能够提高复合材料的高温性能。
5.良好的耐腐蚀性：SIC具有良好的耐腐蚀性，能够提高复合材料的耐腐蚀性。
CMC—SIC复合材料在航空航天、汽车、机
械等领域有着广泛的应用。
例如，在航空航
天领域，CMC—SIC复合材料被用作高温结构材料，能够承受高温和高压环境下的应力
和振动。
在汽车领域，CMC—SIC复合材料被用作制动系统的材料，因为它具有良好的
耐磨性和耐高温性能。
在机械领域，CMC—SIC复合材料被用作高强度、高硬度的结构
材料，能够承受高压和高温环境下的应力和
振动。
总之，CMC—SIC复合材料是一种具有优异性能的复合材料，在高温、高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀等领域有着广泛的应用前景。
陶瓷基复合材料
耐热、耐腐蚀、耐磨损、高热导体 高断裂韧性、高强度
几种常用的陶瓷基体材料简介：
氧化铝（Al2O3） 二氧化锆（ZrO2） 莫来石（3Al2O32SiO2） 氮化硅（Si3N4，Sialon） 碳化硅（SiC） 玻璃陶瓷（LAS、MAS、CAS）
250-300 1200 5-5.5 25-30
刚玉瓷
95瓷 95
-Al2O3
3.5 180 280-350 2000 5.5-7.5 15-18
刚玉瓷
99瓷 99
-Al2O3
3.9 250 370-450 2500 6.7 25-30
氧化铝瓷的其它性能 ：
❖ 氧化铝的硬度约为20GPa，仅次于金刚石、立方氮化 硼和碳化硅，有很好的耐磨性。
基复合材料
❖ 晶片补强增韧陶瓷基复合材料——包括人工晶片和天然片状
材料
❖ 长纤维补强增韧陶瓷基复合材料 ❖ 叠层式陶瓷基复合材料——包括层状复合材料和梯度陶瓷基复
合材料。
陶瓷基复合材料类型汇总表
增强体形态 （材料名称）
颗粒
（陶瓷、金属）
晶须
（陶瓷）
纤维
（连续、短纤维） （陶瓷、高熔点金属）
结构复合式
（叠层、梯度） （按设计要求选择材料）
基体材料种类 （材料名称） 玻璃：SiO2等
玻璃陶瓷：LAS、MAS、CAS
氧化物陶瓷：Al2O3, MgO, ZrO2, Mullite
非氧化物陶瓷 碳化物：B4C, SiC, TiC, ZrC, Mo2C, WC 氮化物：BN, AlN, Si3N4,TiN,ZrN 硼化物：AlB2, TiB2, ZrB2
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。
陶瓷基复合材料介绍
陶瓷基复合材料介绍一、材料定义与特性陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites，简称CMC）是一种以陶瓷为基体，复合增强体材料的高性能复合材料。
它具有高强度、高硬度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优异性能，被广泛应用于航空航天、汽车、能源、化工等领域。
二、基体与增强体材料陶瓷基体的主要类型包括氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼等，它们具有高熔点、高硬度、耐腐蚀等特性。
增强体材料主要包括纤维、晶须、颗粒等，它们可以显著提高陶瓷基体的强度和韧性。
三、制备工艺与技术陶瓷基复合材料的制备工艺主要包括：热压烧结法、液相浸渍法、化学气相沉积法、粉末冶金法等。
其中，热压烧结法和液相浸渍法是最常用的制备工艺。
四、增强纤维与基体的界面增强纤维与基体的界面是影响陶瓷基复合材料性能的关键因素之一。
为了提高材料的性能，需要优化纤维与基体的界面特性，包括润湿性、粘结性、化学稳定性等。
五、材料的应用领域陶瓷基复合材料具有广泛的应用领域，主要包括：航空航天领域的发动机部件、机载设备；能源领域的燃气轮机叶片、核反应堆部件；汽车领域的刹车片、发动机部件；化工领域的耐腐蚀设备、管道等。
六、发展现状与趋势随着科技的不断进步，陶瓷基复合材料的研究和应用不断深入。
目前，国内外研究者正在致力于开发低成本、高性能的陶瓷基复合材料，并探索其在更多领域的应用。
同时，研究者还在研究如何更好地控制材料的微观结构和性能，以提高材料的综合性能。
七、挑战与机遇尽管陶瓷基复合材料具有许多优异的性能，但它们的制备工艺复杂、成本高，且存在易脆性等挑战。
然而，随着科技的不断进步和新材料的发展，陶瓷基复合材料的成本逐渐降低，应用领域也在不断扩大。
同时，随着环保意识的提高和能源需求的增加，陶瓷基复合材料在能源和环保领域的应用前景广阔。
因此，陶瓷基复合材料在未来仍具有巨大的发展潜力。
陶瓷及复合材料知识点
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
CMC—SIC复合材料
CMC—SIC复合材料介绍CMC—SIC复合材料是一种新型的复合材料，由CMC（陶瓷基复合材料）和SIC（硅碳化物）组成。
CMC是一种陶瓷基复合材料，由陶瓷纤维、陶瓷基体以及增韧相组成，具有优异的高温性能和力学性能。
而SIC是一种高温稳定性好、硬度高的材料，可以进一步提高CMC的高温性能和力学性能。
制备方法CMC—SIC复合材料的制备方法主要分为两步：CMC基体的制备和SIC填充加强。
CMC基体的制备需要先制备陶瓷纤维和陶瓷基体，然后将它们进行混合、捻取成纱线，再通过纱线结构的制备方法制备成陶瓷基体。
SIC填充加强是通过热压烧结的方法，将制备好的CMC基体与SIC颗粒一起放入模具，加热压制，使SIC填充并固化在CMC基体当中。
性能CMC—SIC复合材料具有许多优异的性能。
首先，CMC基体的高温性能非常好，能够在高温环境下长时间使用而不会失效。
SIC的加入进一步提高了CMC的高温性能，使其能够承受更高的温度和更严苛的条件。
其次，CMC—SIC复合材料的力学性能也非常出色，具有很高的强度和硬度。
这使得它在高温环境下具有良好的耐磨性和载荷承受能力。
此外，CMC—SIC复合材料还具有良好的耐腐蚀性能和优异的绝缘性能。
应用由于CMC—SIC复合材料具有良好的高温性能和力学性能，因此在航空航天、能源、机械制造等领域具有广泛的应用前景。
在航空航天领域，CMC—SIC复合材料可用于制造高温发动机部件、航空航天器热防护材料等。
在能源领域，CMC—SIC复合材料可用于制造核反应堆构件、燃烧器瓦楞等。
在机械制造领域，CMC—SIC复合材料可用于制造轴承、机械密封件等。
此外，由于CMC—SIC复合材料具有良好的耐腐蚀性能，在化工、冶金等领域也有一定的应用潜力。
结论CMC—SIC复合材料是一种新型的复合材料，由CMC和SIC组成。
CMC—SIC复合材料具有优异的高温性能和力学性能，适用于航空航天、能源、机械制造等领域。
随着技术的进一步发展，CMC—SIC复合材料的应用前景将会更加广阔。
陶瓷基复合材料在飞机上的应用
陶瓷基复合材料在飞机上的应用答案：陶瓷基复合材料在飞机上的应用非常广泛，主要涉及航空航天领域，包括飞机发动机、航天飞机等。
陶瓷基复合材料（CMC）以其优异的耐高温性能、高强度、硬度大、耐磨、抗高温蠕变、低热导率、低热膨胀系数、耐化学腐蚀等特点，在航空领域得到了广泛应用。
例如，美国NASA在航天飞机上采用了碳化硅陶瓷基复合材料制造燃料泵的泵壳，显著提高了耐高温性能和使用寿命。
波音公司也成功地将陶瓷基复合材料应用于飞机发动机的制造中，有效提升了发动机的性能和可靠性。
此外，陶瓷基复合材料还用于制造航天飞机的鼻锥、机翼前缘及其他高温部件，以及飞机上的制动器，显著减轻了飞机的重量。
为了防止氧化，可采用涂层陶瓷对航天飞机上的CMC施加保护或用浸喷法使CMC防氧化寿命大大提高。
在航空发动机方面，陶瓷基复合材料具有巨大的应用潜力。
它们能够承受1000°～1500℃的高温，且结构耐久性更好。
CMC的固有断裂韧性和损伤容限高，适用于燃气涡轮发动机热端部件，能在较高的涡轮进口温度和较少的冷却空气下运行，显著改善发动机效率和耗油率。
目前，陶瓷基复合材料在航空发动机中的应用主要集中在发动机燃烧室及内衬、涡轮外环、涡轮转子叶片、导向叶片、喷管鱼鳞片、加力燃烧室等热端部件。
其中，CMC高压涡轮转子叶片的研制代表了当前CMC技术发展与应用的最高水平。
国外在陶瓷基复合材料在航空发动机上的研究时间较长，成果较多。
美、俄、英等国投入巨大人力物力，力争占领以SiC/SiC复合材料为代表的先进武器装备材料技术制高点。
例如，美国航空航天局（NASA）在“超高效发动机技术”（UEET）项目下，开发了能承受涡轮进口温度1649℃的CMC发动机热端结构，冷却需求量比同类高温合金部件减少15%～25%。
这表明CMC在航空发动机热端部件的应用取得了新突破，展现了其在未来军民用航空发动机的广泛应用前景。
cmc在陶瓷工业中的作用
cmc在陶瓷工业中的作用
在陶瓷工业中，CMC（羧甲基纤维素钠）具有多种作用，以下是其主要的几点：
1.作为胚体的赋形剂、可塑剂、增强剂等：CMC可以增加坯料的塑性，方便坯体成型，并提高生坯加工速度，降低生产能耗。
同时，其高分子链在范德华力作用下形成网状结构，表现出粘结性，使生坯抗折强度增效明显，提高坯料稳定性，降低破损率。
2.作为解凝剂和悬浮剂：CMC可以使坯料中水分均匀蒸发，防止干燥开裂，特别适用于大尺寸地砖坯料和抛光砖坯料。
同时，其悬浮性和分散性强，可防止瘠性原料与色浆颗粒聚沉，使浆料分散均匀。
3.提高机械强度和成品优级品率：由于CMC的加入，坯体易于成型，并使机械强度提高2-3倍。
这不仅能提高坯料的稳定性，从而提高成品优级品率，还能减少后期加工成本。
4.使成形坯体均匀性好：由于CMC的加入，烧咸收缩均匀，有利于产品变形的控制，对保证产品尺寸稳定有促进作用。
5.作为粘结增加剂和减水剂：在陶瓷生产中，CMC可以增加浆料的流动性，从而达到减水作用，提高粉料生产率，降低生产能耗。
总之，CMC在陶瓷工业中具有重要作用，可以有效改善陶瓷的品质和生产效率。
航空发动机用陶瓷基复合材料研究进展
随着航空发动机性能的不断提高，对于先进材料的需求也日趋迫切。
近年来，各大发动机厂商均加大投入力度，瞄准新一代耐高温材料——陶瓷基复合材料（CMC）。
陶瓷基复合材料（CMC）由于具备低密度、耐高温、抗氧化等特性，成为航空发动机用高温材料的热点。
发动机的高温部件主要包括燃烧室、高/低压涡轮及喷管等，其中高/低压涡轮部件主要包含导向器叶片、转子叶片及涡轮外环。
在应用陶瓷基复合材料之前，这些部件主要采用高温合金，其耐温能力发展变化如图1所示。
从图中可以看出，从20世纪40年代开始，高温合金的耐温能力逐渐提升，尤其是在20世纪40—50年代，锻造高温合金的耐温能力提升明显，之后处于缓慢提升期，基本上每10年增加约35℃。
目前，高温合金的耐温极限维持在1100℃附近，而陶瓷基复合材料的应用将发动机部件的耐温能力提升至1200～1350℃，并且陶瓷基复合材料构件质量通常为镍基高温合金构件质量的1/4～1/3，不仅可以通过提高构件的工作温度提高燃油经济性，还可以通过减轻质量实现燃油经济性的提高。
图1 在拉伸载荷137MPa，持久寿命1000h条件下，材料所能承受的温度极限航空发动机用陶瓷基复合材料目前主要包含两大类：一类是碳化硅纤维增强的碳化硅基复合材料（SiC/SiC复合材料），包括衍生出的SiBCN、SiCN基复合材料等；另一类是氧化物纤维增强的氧化物基复合材料（OX/OX复合材料），主要是氧化铝纤维增强的氧化铝基复合材料。
这两类复合材料的特点有所不同，SiC/SiC复合材料主要特点是密度低（密度为2.1～2.8 g/cm3）、耐高温（1200～1350℃可长时使用），主要应用于发动机高温热端部件，如燃烧室、高/低压涡轮等；OX/OX复合材料长时耐温能力约为1150℃，略低于前者，其密度通常在2.5～2.8 g/cm3，其与SiC/SiC复合材料相比的优势之一是成本相对较低，主要应用于发动机的喷管及小型发动机的高温部位。
行业研究报告-陶瓷基复合材料（CMC）与碳化硅纤维专题
陶瓷基复合材料(CMC)与碳化硅纤维核心观点：●更高的高温特性、更低的密度，CMC材料成为新型大推重比发动机理想材料。
发展更高效率发动机的关键在于提高工作温度，而提高工作温度之关键又取决于材料的研制，因此具有耐高温、低密度、抗氧化、抗腐蚀、耐磨损等一系列优越性能的CMC材料，成为了新型高推重比航空发动机、空天飞机等重要武器装备高温部件的理想材料。
在航空发动机上，CMC材料主要用于热端部件，如喷管、燃烧室火焰筒、低压涡轮静子叶片和喷管调节片等，并逐步探索在低压涡轮转子叶片的应用，在高压载荷区域的应用尚在探索期。
●碳化硅纤维是制备CMC材料的重要原材料。
CMC材料主要由增强纤维、陶瓷基体、界面层制备而成。
其中，碳化硅纤维的研制技术处于快速发展中，且其作为增强纤维能够为CMC材料带来更好的耐热性能，是制备CMC材料的重要原材料，正日益受到航空发动机领域的关注。
●国外已发展出三代碳化硅纤维，国内已突破各项关键技术，进行一二代产品产业化生产。
目前，国外已发展出三代碳化硅纤维，并实现了三代产品的产业化。
国内正以产学研模式开展工艺的创新与技术的产业化，已突破制备过程的各项关键技术，初步实现了一、二代产品的产业化。
国防科技大学是中国最早进行碳化硅纤维研制的单位，目前已与苏州赛菲、宁波众兴新材展开合作；此外，厦门大学已于2015年3月与火炬电子签署《技术（技术秘密）独占许可合同》展开合作。
●CMC材料应用范围广阔，重点应用领域航空航天将推动CMC产业发展。
强军政策下，航空/航天发动机作为飞机与火箭的“心脏”，将成为现代化武器装备体系的重要一环。
“两机”专项的启动，也将推动中国航空发动机的研制与生产。
CMC材料是大推重比发动机热端部件的理想材料，航空航天对于大推重比发动机的需求将直接拉动CMC材料的需求。
此外，除了航空/航天发动机的热端部件，CMC材料还在刹车片、卫星光机构件、热防护结构、核电设备构件、光伏/电子构件等领域有着较广泛的应用。
陶瓷基复合材料(CMC)
CMC制备工艺
• 制造工艺也可大 致分为配料-成型 -烧结-精加工等 步骤。
• 改进的浆体法
陶瓷基复合材料的制备还有溶胶凝胶法、液态浸渍法、 直接氧化法等，新近发展起来的制备陶瓷基复合材料的 方法还有聚合物先驱体热解工艺、原位复合工艺等。
CMC界面
• 陶瓷基复合材料界面可分为两大类：无 反应界面和有反应界面。 • 无反应界面
概 述
• 陶瓷基复合材料的基体为陶瓷。
• 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。
CMC制备工艺
CMC制备工艺
• 晶须与颗粒增韧陶瓷基复合材料的加工 与制备
• 晶须与颗粒的尺寸均很小，只是几何形状上有些区别， 用它们进行增韧的陶瓷基复合材料的制造工艺是基本 相同的。 • 基本上是采用粉末冶金方法。
制备工艺比长纤维复合材料简便很多。 所用设备也不复杂设备。 过程简单。混合均匀，热压烧结即可制得高性能的复合材料。
CMC性能
• 室温力学性能
• 拉伸强度
• 与金属基和聚合物基复合材料不同，对于陶瓷基复合 材料来说陶瓷基体的失效应变低于纤维的失效应变； 因此最初的失效往往是陶瓷基体的开裂，这种开裂是 由晶体中存在的缺陷引起的。
CMC性能与应用
单向连续纤维强化 陶瓷基复合材料的 拉伸失效有两种形 式：
(1)突然失效。纤维强度较 低，界面结合强度较高， 基体裂纹穿过纤维扩展， 导致突然失效。 (2)如果纤维较强，界面结 合相对较弱，基体裂纹沿 着纤维扩展，纤维失效前， 纤维-基体界面脱粘、因此 基体开裂并不导致突然失 效，复合材料的最终失效 应变大于基体的失效应变。
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。
陶瓷基复合材料（CMC）.
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(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。
CMC的工艺流程
CMC的工艺流程CMC是一种新型的复合材料，由陶瓷纤维和高分子树脂组成。
其高强度、耐磨损和耐高温的特性使其在航空航天、能源和汽车等领域得到广泛应用。
下面将介绍CMC的工艺流程。
首先，制备CMC的首要步骤是选择适当的陶瓷纤维和树脂。
常用的陶瓷纤维有碳化硅纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等，树脂主要是热固性树脂如环氧树脂。
这些材料的选择要考虑到使用环境和性能需求。
接下来，将陶瓷纤维与树脂进行混合。
在此过程中，需要保持纤维的连续性，以确保最终制品的强度和韧性。
混合过程中还可以添加颜料或其他添加剂来改善材料的特性。
混合完成后，将混合物加热进行预压。
预压的目的是将混合物压缩成所需的形状，并排除空气和杂质。
预压通常在加热和压力条件下进行，以确保树脂固化的同时使混合物保持形状。
在预压完成后，将制得的预制件进行模具成型。
模具成型是将预制件加入到模具中，使其获得最终的形状和尺寸。
这一步骤要求精确控制温度、压力和时间，以确保成型的CMC符合规定的要求。
模具成型完成后，进行固化处理。
固化是将树脂完全固化，以获得CMC的最终性能。
固化过程可以使用热固性树脂的热固化方式，也可以使用辐射或化学处理。
固化后，CMC将具有良好的强度和耐磨损性能。
固化完成后，还需要进行加工处理。
加工是将CMC成品进行修整和整理，以满足特定的要求。
常见的加工方法包括机械加工、切割和打磨等。
加工的目的是使CMC的外形和尺寸满足设计要求，并且需要保持其特有的性能特点。
最后，对CMC进行表面处理。
表面处理是为了提高CMC的耐蚀性和耐磨损性能。
可以选择不同的方法，如涂层、镀金和阳极氧化等，以改善CMC的表面性能。
以上就是CMC的工艺流程。
通过选择合适的材料，混合、预压、成型、固化、加工和表面处理等步骤，可以生产出高性能的CMC制品。
CMC在航空航天、能源和汽车等领域的应用前景广阔，将为人类社会的进步做出重要贡献。
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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。
表6 1陶住基Ji合材料与整体陶瓷斷裂韧性和临界裂纹大小的比校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。
而相比之下．多晶的金属纤维和块状金属的拉伸强度只有o．025 和o．o01f。
在陶瓷基复合材料使用得较为普遍的是SiC、AI2O3、以及Si3N4N晶须。
颗粒也是陶瓷材料中常用的一种增强体，从几何尺寸上看、它在各个方向上的长度是大致相同的，一般为几个微米。
通常用得较多的颗粒也是SiC、AI2O3、以及Si3N4N 。
颗粒的增韧效果虽不如纤维和晶须，但如恰当选择颗粒种类、粒径、含量及基体材料，仍可获得一定的韧化效果，同时还会带来高温强度，高温蠕变性能的改善。
所以，颗粒增韧复合材料同样受到重视并对其进行了一定的研究。
在陶瓷材料中加入第二相纤维制成的复合材料是纤维增强陶瓷基复合材料，这是改善陶瓷材料韧性酌重要手段，按纤维排布方式的不同，又可将其分为单向排布长纤维复合材料和多向排布纤维复合材料。
单向排布纤维增韧陶瓷基复合材料的显著特点是它具有各向异性，即沿纤维长度方向上的纵向性能要大大高于其横向性能。
在这种材料中，当裂纹扩展遇到纤维时会受阻．这样要使裂纹进一步扩展就必须提高外加应力。
图7—15 为这一过程的示意图。
当外加应力进一步提高时．由于基体与纤维间的界面的离解，同时又由于纤维的强度高于基体的强度，从而使纤维可以从基体中拔出。
当拔出的长度达到某一临界值时，会使纤维发生断裂。
因此裂纹的扩展必须克服出于纤维的加入而产生的拔出功和纤维断裂功，这使得材料的断裂更为困难.从而起到了增韧的作用。
实际材料断裂过程中，纤维的断裂并非发生在同一裂纹平面，这样主裂纹还将沿纤维断裂位置的不同而发生裂纹转向。
这也同样会使裂纹的扩展阻力增加，从而使韧性进一步提高。
表7，5则给出r c纤维增韧5、N4复合材料的性能。
从中可见，复合材料纳韧性已达到了相当高的程度。
图415裂纹垂直于纤推方向扩展示負图^7-5匚坪堆览隸眄m 复合材料的性能CC/SN^-SiA區能——〜体殺吉鬣(g/tn? % j 3.442,7纤碓含觅(0%)30抗弯强度(MPa)473 土M454 士30247 ± 1«!88i 18斷裂SltJ/m3)19 J ±0.2~47?O±776'断袈韧性3+7±0.715.6= 1+2热磷账系^(20- 1 x IO 6!：L] 4.62 2.SI 长纤维增韧陶瓷基复合材料虽然性能优越但它的制备工艺复杂，而且纤维在基体中不易分布均匀。
因此，近年来又发展了短纤维、晶须及颗粒增韧陶瓷基复合材料。
由于晶须的尺寸很小，从客观上看与粉末一样，因此在制备复合材料时只须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和A12O3晶须•常用的基体则为A1203 ，5i02 ，5i3N4 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。
由于晶须具有长径比，因此当其含量较高时，因其桥架效应而使致密化变得因难，从而引起了密度的下降并导致性能的下降。
为了克服这一弱点，可采用颗粒来代替晶须制成复合材料，这种复合材料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。
当所用的颗粒为5Ic ．T1c 时，基体材料采用最多的是A1 ：01 众、N4。
目前这些复合材料已广泛用来制造刀具。
陶瓷基复合材料的发展速度远不如聚合物基和金属基复合材料那么，原因有二：一是高温增强材料出现的较晚，如sic 纤维和晶须是七十年代后出现的新材料，二是陶瓷基复合材料的制造过程及制品都涉及到高温，制备工艺较为复杂，而且由于陶瓷基体与增强材料的热膨胀系数的差异，在制备过程中以及在之后的使用过程中易产生热应力。
此外，发展陶瓷基复合材料的成本昂贵，因此它的发展遇到了比其它复合材料更大的困难。
至今，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。
1.2CMC 制备工艺1.2.1 纤维增强陶瓷基复合材料的加工与制备纤维增强陶瓷基复合材料的性能取决于多种因素，如基体致密程度、纤维的氧化损伤、以及界面结合效果等，都与其制备和加工工艺有关。
目前采用的纤维增强陶瓷基复合材料的制备工艺有热压烧结法和浸渍法。
热压烧结法是将长纤维切短(‘3mm) ，然后分散并与基体粉末混合，再用热压烧结的方法就可制备高性能的复合材料，种短纤纸增强体在与基体粉末说合时取向是无序的，但在冷压成型及热压烧结的过程巾，短纤维由于基体压实与致密化过程中沿压力方向转动，所以导致了在最终制得的复合材料中，矩纤维沿加压面择优取问，这也就产生了材料性能在一定程度的各向异性。
这种方法纤维与基体之间的结合较好，是目前采用较多的方法。
浸渍法这种方法适用于长纤维。
首先把纤维编织成所需形状，然后用陶瓷泥浆浸渍，干燥后进行烧结。
这种方法的优点是纤维取向可自由调节，可对纤维进行单向排布及多问排布等。
缺点则是不能制造大尺寸的制品，所得制品的致密度较低。
氧化锆纤维增强氧化锆就是把用氧化钇稳定了的氧化锆纤维或织物用浇注和热压的方法与氧化锆复合，在1200Y 址行烧结来制备稳定性很高的复合材料。
该材料的弯曲强度可达140—210MPa ，在21(mY —1900Y 的温仅区间内反复进行热循环时没有发现问题。
这种复合材料特别适合于耐高温隔热材料和耐高温防腐材料。
1.2.2晶须与颗粒增韧陶瓷基复合材料的加工与制备晶须与颗粒的尺寸均很小，只是几何形状上有些区别，州它们进行增韧的陶瓷基复合材料的制造工艺是基本相同的。
这种复合材料的制备工艺比长纤维复合材料简便很多。
所用设备也不需要像长纤维复合材料那样的纤维缠绕或编织用的复杂设备，基本上是采用粉末冶金方法，只需将晶须或颗粒分散后与基体粉末混合均匀，再用热压烧结的方法即可制得高性能的复合材料。
与陶瓷材料相似，这种复合材料的制造工艺也可大致分为配料一‘成型—一' 烧结一精加工等步骤。
高性能的陶进基复合材料应具有均质、孔隙少的微观组织。
必须首先严格挑选原料。
把几种原料粉末混合配成坏料的方法可分为干法和湿法两种。
混合装置一般采用专用球磨机。
混好后的料浆在成型时干燥粉料充入型模内，加压后即可成型。
通常有金届模成型法和橡皮模成型法。
金属模成型法具有装置简单，成型成本低廉的优点，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，故不会发生像金属模成型那样的生坯密度不均匀和具有方向性之类的问题。
适合于批量生产。
另一种成型法为注射成型法，仅从成型过程上讲，与塑料的注射成型过程相类似。
再有一种成型法为挤压成型法。
这种方法是把料浆放人压滤机内挤出水分，形成块状后、从安装各种挤形口的真空挤出成型机挤出成型的方法，它适用于断面形状简单的长条形坯件的成型。
从生坯中除去粘合剂形成的陶瓷素坯烧结成致密制品过程为烧结工序。
为了烧结，必须有专门的烧结炉。
烧结炉的种类繁多，拉其功能进行划分可分为间歇式和连续式。
除此外，陶瓷基复合材料的制备还有溶胶凝胶法、直接氧化法等，新近发展起来的制备陶瓷基复合材料的方法还有聚合物先驱体热解工艺、原位工艺等。
1.3 CMC 界面与其他复合材料相类似、在陶瓷基复合材料中，界面的性能也直接与材料的性能相关。
一般说来，陶瓷基复合材料界面可分为两大类：无反应界面和有反应层。
无反应界面中的增强相与基体直接结合形成原子键合的共格界面或半共格界向，有时也形成非共格界面。
这种界界面结合较强，因此对提高复合材料的强度有利。
有反应界面则是在增韧体与基体之间形成一层中间反应层，中间层将基体与增韧体结合起来。
这种界面层一般都是低熔点的非晶相，因此它有利于复合材料的致密化。
在这种界面上。
增韧相与基体无固定的取向关系。
对于这种界面，可通过界面反应来控制界面非晶层的厚度，并可通过对晶须表面涂层处理或加入不同界面层形成物质控制反应层的强度，从而适当控制界面结合强度使复合材料获得预期的性能，但非晶层的存在对材料的高温性能不利。
界面的性质还直接影响了陶瓷基复合材料的强韧化机理。
以晶须增强陶瓷基复合材料为例，晶须增强陶瓷基复合材料的强韧化机理与纤维增强陶瓷基复合材料大致相同，主要是靠晶须的拔出桥接与裂纹的转向机制对强度和韧性的提高产生突出贡献。
晶须的拔出程度存在一个临界使值，当晶须的某一端距主裂纹距离小于这一临界值时，则晶须从此端拔出，此时的拔出长度小于临界拔出长度值；如果晶须的两端到主裂纹的距离均大于临界拔出长度时，晶须在拔出过程中产生断裂，断裂长度仍小于临界拔出长度值；界面结合强度直接影响复合材料的韧化机制与韧化效果。
界面强度过高，晶须将与基体一起断裂。
限制了晶须的拔出，因而也就减小了品须拔出机制对韧性的贡献。