网络互穿型碳化硅陶瓷铁基复合材料制备及其耐磨性能
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料
碳纤维增强陶瓷基复合材料摘要：碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料具有密度低、高强度、高韧性和耐高温等综合性能已得到世界各国高度重视，本文将对有关碳纤维增强碳化硅陶瓷的有关信息简单介绍。
关键词：陶瓷基复合材料，碳纤维增强。
1.引言碳化硅陶瓷因具有高强度、高硬度、抗腐蚀、耐高温和低密度而被广泛用于高温和某些苛刻的环境中,尤其在航空航天飞行器需要承受极高温度的特殊部位具有很大的潜力。
但是,陶瓷不具备像金属那样的塑性变形能力,在断裂过程中除了产生新的断裂表面吸收表面能以外,几乎没有其它吸收能量的机制,这就严重限制了其作为结构材料的应用。
碳纤维具有比强度高、比模量大、高温力学性能和热性能良好等优点,在惰性气氛中2000℃时仍能保持强度基本不下降。
用碳纤维增强碳化硅复合材料,材料在断裂的过程中通过纤维拔出、纤维桥联、裂纹偏转等增韧机制来消耗能量,使材料表现为非脆性断裂。
Cf/SiC复合材料综合了碳纤维优异的高温性能和碳化硅基体高抗氧化性能,受到了世界各国的高度关注,并广泛应用在航空、航天、光学系统、交通工具等领域。
2. 碳纤维材料简介2.1碳纤维简介碳纤维是有机纤维或沥青基材料经谈话和石墨处理后形成的含碳量在85%以上的碳素纤维，是20世纪50年代为满足航空航天等尖端领域的需要而发展起来的一种特种纤维。
目前，碳纤维的生产原料分为三大体系：聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维。
其中聚丙烯腈基碳纤维由于原料资源丰富，含碳量高及碳化率高，成本低，正在被重视。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。
因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。
材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。
碳化硅铝复合材料的制备
论文题目：碳化硅铝复合材料的制备专业：材料科学与工程学生：段红伟签名:指导老师：王涛签名：摘要碳化硅颗粒增强铝基复合材料( SiCp / Al 复合材料) 具有高比强度和比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀系数、低密度、高微屈服强度、良好的尺寸稳定性和导热性、优异的力学性能和物理性能。
本文采用粉末冶金法制备SiCp复合材料。
使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)，抗折强度试验，洛氏硬度实验以及密度，吸水率，气孔率实验等方法研究碳化硅铝复合材料的微观结构、性能特点和机理。
得到实验结果为SiCp复合材料组织均匀，致密，无杂质，气孔少等优良特点。
随着SiC复合材料质量分数的增加，SiCp的密度、抗折强度、硬度均相应增大，而气孔率、吸水率随之减小。
SiC质量分数一定的情况下，随着烧结温度的升高试样的性能也越来越好。
关键字：粉末冶金法碳化硅铝复合材料制备性能研究类型：实验型Subject: Preparation of Silicon Carbide Reinforced Aluminum CompositeSpeciality: Materials Science and EngineeringName:Duan hongwei Signature: Instructor: Wang Tao Signature:AbstractSilicon carbide particles reinforced aluminum matrix composites (SiCp / Al matrix composite) with high specific strength and stiffness, wear and fatigue resistance, low thermal expansion coefficient, low density and high micro-yield strength, good dimensional stability and thermal conductivity , excellent mechanical properties and physical properties.In this paper, Using method of powder metallurgy to preparation SiCp composite materials. Using X-ray diffraction (XRD),Scanning electron microscopy (SEM), bending strength and Rockwell hardness test and the density, water absorption, porosity of experimental methods research aluminum silicon carbide composite material microstructure, properties and mechanism. The experimental results obtained for the SiCp homogeneous, compact, no impurities, porosity and less good features. With the increase of SiC quality score, SiCp density, flexural strength and hardness, and all relevant porosity, bibulous rate is then decreased.SiC quality score certain situations, the sintering temperature elevatory sample properties and strengthened.Key words :Method of powder metallurgy; SiCp / Al matrixcomposite;Preparation; Performance;Thesis type：Experimental目录目录 (1)1文献综述 (1)1.1复合材料概述 (1)1.1.1 复合材料的定义 (1)1.1.2复合材料的分类 (1)1.1.3复合材料的性能 (2)1.1.4复合材料的成型方法 (3)1.1.5复合材料的应用 (3)1.1.6复合材料的发展和应用 (3)1.2金属基复合材料 (5)1.2.1 金属基复合材料的定义 (5)1.2.2 金属基复合材料分类 (5)1.3碳化硅铝复合材料 (7)1.3.1碳化硅铝复合材料引言 (7)1.3.2国外开发及应用研究现状 (7)1.3.3碳化硅铝复合材料的制备方法 (8)1.3.4国内开发与应用中存在的问题 (10)1.3.5碳化硅铝复合材料今后发展趋势 (11)1.4本文研究内容 (11)1.5工艺流程 (12)2 实验方法及内容 (13)2.1实验方法 (13)2.1.1实验方法介绍 (13)2.1.2原料计算称量及配置 (13)2.1.3冷压成型 (13)2.1.4低温排胶 (14)2.1.5高温烧结 (14)2.2实验原料 (14)2.3 实验设备 (15)2.4实验过程 (15)2.4.1试验配方 (15)2.4.2原料混合 (16)2.4.3冷压成型 (16)2.4.4高温烧结 (17)2.5试样测试 (18)3实验结果与分析 (19)3.1试样的微观形貌分析 (19)3.2试样XRD成分分析 (20)3.3 试样的抗折强度 (21)3.3.1温度对抗折强度的影响 (21)3.3.2 SiC 含量对抗折强度的影响 (21)3.4试样密度、吸水率、气孔率的测试 (22)3.4.1测试方法 (22)3.4.2温度对试样密度、吸水率、气孔率的影响 (23)3.4.3 SiC含量对试样密度、吸水率、气孔率的影响 (24)3.5试样洛氏硬度的测试 (27)3.5.1 烧结温度对洛氏硬度的影响 (27)3.5.2 SiC含量对试样洛氏硬度的影响 (28)3.6粘结剂、Mg粉以及真空热压烧结的作用 (28)3.6.1粘结剂的作用 (28)3.6.2 Mg粉的作用 (29)3.6.3热压烧结的作用 (29)4结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1文献综述1.1复合材料概述1.1.1 复合材料的定义复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料
缺点：①致密周期较长，制品的孔隙率较高，对材料蠕变性能有一定影响；②基体密度在裂解前后相 差很大，致使基体的体积收缩很大(可达50～70％)，因此需要多次循环才能达到致密化。
优点：基体软化温度较低，可使热压温度接近或 低于陶瓷软化温度。适用于制备单层或叠层构件， 致密度较高且缺陷少。
缺点：SiC陶瓷基体的烧结温度一般在1800℃以 上（添加加烧结助剂，常见的有TiB2、TiC、B、 BN等）。
4、液相硅浸渍法(LSI)
液相硅浸渍法是通过Si+C反应烧结生成，也称反应熔体浸渗法主要工艺流程如下： 纯固体硅于1700℃左右熔融成液态硅，通过C／C复合材料中大量分布的气孔，利用 毛细作用原理渗透到预制体内部并与C发生反应生成SiC陶瓷基体。 优点：工艺时间短，成本低。同时还可以制备大尺寸、复杂的薄壁结构组件。 缺点：制备Cf／SiC复合材料时，由于熔融Si与基体C发生反应的过程中，不可避免 地会与碳纤维发生反应，纤维被浸蚀导致复合材料性能下降。（只能制得一维或二维 的Cf／SiC复合材料，应用前景不大）
改善：均热法、热梯度法、等温强制流动等工艺
2、先驱体转化法(PIP)
先驱体转化法(PIP)是近年来发展迅速的一种制备Cf／SiC复合材料的制备工艺，由于成型工艺简单、 制备温度较低等特点而受到关注。该方法是利用有机先驱体在高温下裂解进而转化为无机陶瓷基体。 基本流程为：将含Si的有机聚合物先驱体(如聚碳硅烷、聚甲基硅烷等)溶液或熔融体浸渍到碳纤维预 制体中，干燥固化后在惰性气体保护下高温裂解，得到SiC陶瓷基体，并通过多次浸渍裂解处理后可获 得致密度较高的Cf／SiC复合材料。
碳化硅陶瓷基复合材料
碳化硅陶瓷基复合材料
碳化硅陶瓷基复合材料是一种具有优异性能的新型材料，它由碳化硅陶瓷基体
和其他增强材料组成，具有高强度、高硬度、高耐磨性和耐高温性能。
碳化硅陶瓷基复合材料在航空航天、汽车制造、机械加工等领域有着广泛的应用前景。
首先，碳化硅陶瓷基复合材料具有优异的高温性能。
由于碳化硅本身具有高熔
点和高热稳定性，因此碳化硅陶瓷基复合材料能够在高温环境下保持良好的力学性能，适用于高温工况下的应用。
其次，碳化硅陶瓷基复合材料具有优异的耐磨性能。
碳化硅陶瓷基体具有高硬度和耐磨性，而通过添加其他增强材料，如碳纤维、陶瓷纤维等，可以 further improve its wear resistance, making it suitable for applications in harsh working conditions.
此外，碳化硅陶瓷基复合材料还具有优异的力学性能。
其高强度和高刚度使其
在载荷较大的工程结构中具有广泛应用前景。
同时，碳化硅陶瓷基复合材料的密度较低，具有良好的比强度和比刚度，有利于减轻结构重量，提高工程效率。
在实际应用中，碳化硅陶瓷基复合材料可以用于制造高温工具、高速机械零件、航天器件等。
例如，碳化硅陶瓷基复合材料可以制成高温刀具，用于高速切削加工；还可以制成航天器件的结构材料，用于承受高温和高载荷的工作环境。
总的来说，碳化硅陶瓷基复合材料具有优异的高温性能、耐磨性能和力学性能，适用于各种高温、高载荷的工程应用。
随着材料科学技术的不断发展，碳化硅陶瓷基复合材料在航空航天、汽车制造、机械加工等领域的应用前景将会更加广阔。
碳化硅陶瓷膜的制备及其应用进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 12 期碳化硅陶瓷膜的制备及其应用进展李冬燕1，周剑2，江倩2，苗凯3，倪诗莹3，邹栋3（1 南京科技职业学院化学与材料工程学院，江苏 南京 210048；2 南京工业大学化工学院，江苏 南京 211816；3南京工业大学环境科学与工程学院，国家特种分离膜工程技术研究中心，江苏 南京 211816）摘要：碳化硅陶瓷膜具有耐高温、抗热震、耐腐蚀、高通量、使用寿命长等优势，是环境污染治理领域中的关键材料。
如何制备面向应用过程的高性能碳化硅陶瓷膜已经成为目前的研究热点。
本综述介绍了碳化硅陶瓷膜的成膜方法，包括浸渍提拉法、喷涂法、化学气相沉积法及相转化法。
此外，阐明了各方法的成型机理、影响因素及优缺点等，概述了碳化硅膜烧结技术的机理、特点及研究现状，包括重结晶技术、前体转化技术、原位反应烧结技术及新型烧结技术，其中重点描述了共烧技术的实际应用价值及挑战，利于明晰碳化硅陶瓷膜性能与制备工艺的关系。
并阐明了碳化硅陶瓷膜在高温烟气净化、油水分离、气体分离领域中的应用现状及前景，最后对碳化硅陶瓷膜工业化应用潜力作出展望。
关键词：碳化硅陶瓷膜；制备方法；烧结技术；烟气净化；油水分离；气体分离中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）12-6399-10Progress in preparations and applications of silicon carbideceramic membranesLI Dongyan 1，ZHOU Jian 2，JIANG Qian 2，MIAO Kai 3，NI Shiying 3，ZOU Dong 3(1 School of Chemical and Materials Engineering, Nanjing Polytechnic Institute, Nanjing 210048, Jiangsu, China; 2College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, Jiangsu, China; 3 National Engineering Research Centerfor Special Separation Membranes, School of Environmental Science and Technology, Nanjing Tech University,Nanjing 211816, Jiangsu, China)Abstract: Silicon carbide ceramic membranes have the advantages of high-temperature resistance, thermal shock resistance, corrosion resistance, high flux, long service life and so on, which are key materials in the field of environmental pollution control. How to prepare high-performance silicon carbide ceramic membranes for application-oriented processes has become a current research hot spot. In this review, the forming methods of silicon carbide ceramic membranes are introduced, including dip-coating method, spraying method, chemical vapor deposition method and phase inversion method. In addition, the molding mechanism, influencing factors, advantages and disadvantages of each method are elucidated.The mechanism, characteristics and research status of silicon carbide membranes sintering technology aresummarized, including recrystallization technology, precursor conversion technology, in-situ reaction综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1507收稿日期：2023-08-29；修改稿日期：2023-09-11。
碳陶复合材料的摩擦磨损性能
碳陶复合材料的摩擦磨损性能周蕊;韩文静;施伟伟;李国胜;刘帅【期刊名称】《机械工程材料》【年(卷),期】2022(46)3【摘要】在碳碳坯体的基础上,通过液相渗硅法制备了密度为2.0~2.2g·cm^(-3)、用于飞机刹车片的碳陶复合材料,研究了该材料的物相组成、微观结构、力学性能,通过模拟飞机不同制动条件,利用大样试验台架对1.4MJ能载下该材料摩擦副的干、湿态摩擦磨损性能进行了研究。
结果表明:该材料由碳相、β-SiC相及硅相组成,SiC 相主要分布在碳纤维束之间及短切碳纤维构成的网胎层中;该材料的垂直和平行弯曲强度分别为132.7,135.5MPa,层间剪切强度可达12.2MPa。
在0.2~0.5MPa制动压力、5~27m·s^(-1)制动速度下,随制动速度的增加,该材料的干态动摩擦因数在0.30~0.65区间先升高后降低,并与制动压力负相关;在0.5MPa制动压力下,当制动速度由25m·s^(-1)升高至27m·s^(-1)时,湿态动摩擦因数的衰减率小于10%。
在制动压力0.55MPa,制动速度25m·s^(-1)下,不同磨损状态下的每次每面平均线磨损率为0.0012~0.0013mm,磨损率整体较低且较稳定。
【总页数】6页(P57-62)【作者】周蕊;韩文静;施伟伟;李国胜;刘帅【作者单位】西安航空制动科技有限公司;西安石油大学理学院【正文语种】中文【中图分类】V257【相关文献】1.纤维取向对碳／碳复合材料摩擦磨损性能影响2.碳/碳复合材料的载流摩擦磨损性能及机理3.摩擦速度对铜／碳复合材料载流摩擦磨损性能的影响4.载流条件下铬青铜/3D碳/碳复合材料摩擦副的摩擦磨损性能5.残余Si对碳陶(C/C-SiC)复合材料摩擦磨损性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
碳化硅复合材料
碳化硅复合材料
碳化硅复合材料是一种具有优异性能的新型材料，由碳化硅颗粒和不同的增强
材料组成。
碳化硅本身具有高硬度、高耐磨、高热导率等特点，而通过与其他材料的复合，可以进一步提高其性能，使其在各个领域得到广泛应用。
首先，碳化硅复合材料在机械工程领域有着广泛的应用。
由于碳化硅的高硬度
和高耐磨性，使得碳化硅复合材料可以用于制造高速切削工具、轴承和密封件等零部件。
与传统材料相比，碳化硅复合材料具有更长的使用寿命和更好的耐磨性，可以大大提高设备的工作效率和使用寿命。
其次，碳化硅复合材料在电子工业中也有着重要的应用。
由于碳化硅具有优异
的热导率和耐高温性能，因此可以用于制造高性能的散热器、导热材料和半导体器件。
在电子产品中，热管理是非常重要的，而碳化硅复合材料可以有效地提高散热效率，保证设备的稳定运行。
此外，碳化硅复合材料还在化工领域得到了广泛的应用。
由于其耐腐蚀性能和
高温稳定性，碳化硅复合材料可以用于制造化工设备、管道和阀门等耐腐蚀零部件。
在一些特殊的化工环境中，传统材料往往难以满足要求，而碳化硅复合材料可以提供更加可靠的解决方案。
总的来说，碳化硅复合材料具有优异的性能，在机械工程、电子工业和化工领
域都有着重要的应用。
随着科技的不断进步，碳化硅复合材料将会得到更广泛的应用，并且不断推动相关领域的发展和进步。
相信随着对碳化硅复合材料性能的深入研究和应用的不断推广，碳化硅复合材料将会在更多的领域展现出其巨大的潜力。
碳化硅复合材料
碳化硅复合材料
碳化硅复合材料是由碳化硅作为基础材料，并加入其它材料组成的一种新型复合材料。
碳化硅是一种非金属陶瓷材料，具有硬度高、耐磨性好、耐高温等优点，因此被广泛应用于高温、高压和耐磨等领域。
碳化硅复合材料是通过将碳化硅与其它材料进行复合，以提高其性能和应用范围。
首先，碳化硅复合材料具有优异的耐磨性。
碳化硅本身具有很高的硬度，可以抵抗外界颗粒的磨损，并减小摩擦系数，因此在一些高磨损领域，如机械零件、研磨工具等方面得到了广泛应用。
其次，碳化硅复合材料具有优秀的耐高温性能。
碳化硅的熔点高达2700°C以上，与其它材料复合后可以提高整体的热稳定性，使得复合材料可以在高温环境中长时间运行。
这使得碳化硅复合材料在航空航天、冶金、绝缘等领域得到了广泛应用。
此外，碳化硅复合材料还具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性。
由于碳化硅材料本身具有优秀的耐腐蚀性，加上其它材料的复合，使得复合材料能够在一些腐蚀性强的环境中使用，如化工、电子等领域。
最后，碳化硅复合材料具有较低的密度和良好的强度。
由于碳化硅材料本身密度较低，与其它材料的复合可以使得复合材料具有更轻的重量，因此在航空航天、汽车等领域得到了广泛应用。
同时，复合材料的强度也可以通过合理的组合比例选择，从而适应不同强度要求的场景。
综上所述，碳化硅复合材料的独特性能使得其在许多领域中得到广泛应用。
然而，碳化硅材料的制备工艺和加工性能仍存在挑战，需要进一步研究和改进，以满足更广泛的应用需求。
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料
1。化学 气相渗透 法(CVI)
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化学气相渗透法(CVI)是在化学气相沉积(CVD)的基础上开发的。 主要制备流程为：先将碳纤维预制体置于密闭的反应室内，在高 温下采用蒸气渗透法，将反应气体渗入到预制体内部或表面产生 化学反应，生成陶瓷基体。对于Cf／SiC复合材料的CVI制备工艺 常以三氯甲基硅烷(MTS)、四甲基硅烷(TMS)等反应气体为原料， H2为载气，Ar为稀释气体，高温下抽真空在碳纤维预制体上沉积 SiC陶瓷基体。
改善：均热法、热梯度法、等温强制流动等工艺
2、先驱体转化法(PIP)
先驱体转化法(PIP)是近年来发展迅速的一种制备Cf／SiC复合材料的制备工艺，由于成型工艺简单、 制备温度较低等特点而受到关注。该方法是利用有机先驱体在高温下裂解进而转化为无机陶瓷基体。 基本流程为：将含Si的有机聚合物先驱体(如聚碳硅烷、聚甲基硅烷等)溶液或熔融体浸渍到碳纤维预 制体中，干燥固化后在惰性气体保护下高温裂解，得到SiC陶瓷基体，并通过多次浸渍裂解处理后可获 得致密度较高的Cf／SiC复合材料。
强化理论研究，在理论上确定纤维与基体之间的最佳界面结合强度，从而使材料的强度和韧性都达到最 佳值，因此应重视多种增强、增韧机制的协同作用；
对Cf／SiC复合材料在高温氧化环境中的氧化行为及机理进行深入的研究，以提高其抗氧化性能； 应重视推动Cf／SiC复合材料向结构、功能一体化方向发展，最大程度地挖掘出Cf／SiC复合材料的应
6.展望
现有的制备工艺成本高、生产周期长，需要发展更好制备工艺来降低生产成本，因此，如何开发出新工 艺方法或优化现有工艺方法以缩短制备周期，降低生产成本是Cf／SiC复合材料制备过程中研究的重 点；
目前，碳纤维预制体的编织技术落后成为制约Cf／SiC复合材料发展的一大难点，今后应重视发展碳纤 维预制体的理论设计，优化Cf／SiC复合材料制备工艺；
碳化硅陶瓷产品性能__碳化硅陶瓷产品技术标准
碳化硅陶瓷产品性能__碳化硅陶瓷产品技术标准可以说碳化硅陶瓷在我们生活中无处不在。
碳化硅陶瓷是已知陶瓷材料中佳的，具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能，并且碳化硅陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用。
今天小编就来和大家详细介绍碳化硅陶瓷的相关信息。
【碳化硅陶瓷产品性能】SiC陶瓷不仅具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中佳的。
热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度好的材料。
抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中好的。
SiC陶瓷的缺点是断裂韧性较低，即脆性较大，为此近几年以SiC陶瓷为基的复相陶瓷，如纤维(或晶须)补强、异相颗粒弥散强化、以及梯度功能材料相继出现，改善了单体材料的韧性和强度。
【碳化硅陶瓷产品应用】SiC陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用。
热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度好的材料。
抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中好的。
【碳化硅陶瓷产品技术标准】采用经无压烧结亚微米碳化硅粉末制造，具有良好的高温强度、耐磨损性、抗热震性、热导性及耐腐蚀、氧化和侵蚀的性能，即使在超过1750℃高温时仍能可靠的工作，主要用于甲醇装置煤气化炉炉膛、热风炉、水泥窑及强酸强碱中的温度测量。
产品标准电气出口：M20×1.5，NPT1/2耐磨头硬度：HRC62-65防护等级：IP65绝缘电阻>100MΩ（常温下）试验电压：500VDC连接尺寸：M27×2NPT3/4精度等级：Ⅰ级【碳化硅陶瓷特点】1、耐腐蚀、抗冷热冲击，连续使用寿命长达2000h以上。
陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展
陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展陶瓷颗粒增强金属基复合材料是一种具有优异性能和广泛应用前景的新型材料。
它通过在金属基体中添加陶瓷颗粒来增强材料的硬度、强度和耐磨性，同时保持金属基体的良好导电性和导热性能。
本文将介绍陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法以及在研究中取得的一些进展。
制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料的方法主要有粉末冶金法、溶液浸渗法、电沉积法、电子束熔化沉积法等。
其中粉末冶金法是最常用的制备方法之一。
该方法将金属粉末和陶瓷颗粒混合后进行压制成型，再通过烧结或熔化处理将其获得一定形状的复合材料。
溶液浸渗法是将金属基体浸渍在含有陶瓷颗粒的溶液中，通过溶液中陶瓷颗粒的沉淀在金属基体上形成复合材料。
电沉积法是在金属基体表面通过电极或电解质中的陶瓷颗粒进行沉积。
电子束熔化沉积法是将金属粉末和陶瓷粉末进行混合后，通过电子束熔化沉积在金属基体上形成复合材料。
以上方法各有优劣，研究人员可以根据需要选择适合的方法进行制备。
陶瓷颗粒增强金属基复合材料在材料科学领域中有着广泛的应用。
钛基复合材料在航空航天、汽车制造和医疗器械等领域中有着重要的应用，陶瓷颗粒的添加可以提高材料的硬度和强度，增加材料的耐磨性和耐腐蚀性。
陶瓷颗粒增强金属基复合材料还可以用于制备高温结构材料，例如钨铁合金和钨铜合金等。
在陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究中，主要关注材料的成分设计、制备工艺和性能表征等方面。
研究人员通过优化金属基体和陶瓷颗粒的配比、粒度和分布等参数来调控材料的力学性能和热物理性能。
研究人员还对材料的界面结构和界面相互作用进行了深入的研究，以提高材料的界面连接强度和阻尼性能。
通过这些研究工作，陶瓷颗粒增强金属基复合材料的性能得到了显著的改善，为其在工程实践中的应用提供了有力支持。
陶瓷颗粒增强金属基复合材料具有广泛的应用前景，其制备方法和研究进展一直是材料科学领域的研究热点。
随着研究工作的不断深入，相信陶瓷颗粒增强金属基复合材料将在各个领域中展现出更大的潜力和价值。
碳化硅性质制备及应用
特种陶瓷——SiC陶瓷的性质，制备及应用周云海韩彦赵飞（河海大学力学与材料专业）摘要：SiC陶瓷拥有其特殊的性质，它特殊的结构决定了它的性能：具有抗氧化性强，耐磨性能好，硬度高等优良特性，因此，它的应用已经遍及石油，化工，机械，航天，核能等领域，日益受到人们的重视，SiC陶瓷的制备工艺也越来越成熟。
各种制备技术日益更新，精进。
其中SiC陶瓷的烧结方法与烧结技术研究更是日益进展。
关键词：SiC陶瓷结构与性质制备活化技术与烧结方法应用碳化硅陶瓷材料由于耐高温，抗氧化，抗冲刷，耐磨，耐腐蚀，质量轻等性能而受到人们的关注，在机械，化工，能源等方面得到广泛的应用，近年来随着SiC制品烧结理论的发展，性能的拓展提高，烧结助剂的多样化和深入研究。
碳化硅陶瓷的应用越来越为广泛。
其优越的性能也越来越得到人们的青睐。
对于高性能结构陶瓷，在保证性能的稳定可靠性，降低成本以推进其批量生产等方面，尚存在许多问题需要进一步的研究。
而对于烧结致密化非常困难的SiC陶瓷，烧结助剂的选择，优化设计则需要研究的重要内容之一。
因为它与烧结工艺制度一起。
通过改变微观结构极大的影响着陶瓷的强度，韧性及介电性等性能指标，为此，本文就SiC陶瓷活化烧结助剂的选择和设计研究进展情况进行综述。
1SiC陶瓷的结构，主要性能及其两者关系1.1碳化硅的结构碳化硅是一种人造材料，其分子式为SiC，分子量为40.06，其中硅的百分含量为70.045.碳的百分含量为29.955.碳化硅的一般密度为3.2g/cm^3。
碳化硅晶体结构为标准的金刚石结构，单位晶胞由四面体构成，硅原子处在中心而周围都是碳原子。
二者结晶时，sp排列稳定化，s电子迁移至p导致能量稳定的sp3排列即形成强烈的共价键。
同时碳硅之间的电负之差，说明碳化硅中离子键的存在，占百分之二十，可见其共价键相当的强。
SiC是共价化合物，所以SiC都是由碳化硅四面体堆积而成。
碳化硅有多种型体，各种型体之间的资源自由能相差很小，下图为几种SiC原子堆垛的示意图。
碳-碳复合材料碳化硅复合涂层的制备及抗氧化性能研究
碳-碳复合材料碳化硅复合涂层的制备及抗氧化性能研究碳/碳复合材料碳化硅复合涂层的制备及抗氧化性能研究引言碳/碳复合材料是一种具有优异性能的高温结构材料，广泛应用于航空航天、能源领域等高温抗氧化环境中。
然而，在高温氧化环境中，碳/碳复合材料易受到氧化破坏，导致性能下降。
因此，将碳/碳复合材料表面涂覆一层碳化硅复合涂层以提高材料的抗氧化性能成为一种有效的改善方法。
本文将介绍碳/碳复合材料碳化硅复合涂层的制备方法及其在高温氧化环境中的抗氧化性能研究。
制备方法碳/碳复合材料碳化硅复合涂层的制备方法包括物理气相沉积法和化学气相沉积法。
物理气相沉积法是指在高温环境下将硅源物质蒸发并沉积在碳/碳复合材料表面形成碳化硅层。
化学气相沉积法是通过化学反应将硅化合物沉积在碳/碳复合材料表面，再在高温条件下进行碳化反应生成碳化硅层。
两种方法各有优势，在不同实际应用中可以根据需求选择合适的方法来制备碳化硅复合涂层。
抗氧化性能研究为了研究碳化硅复合涂层对碳/碳复合材料的抗氧化性能的影响，需要进行一系列的实验和测试。
首先，利用扫描电子显微镜（SEM）观察碳/碳复合材料表面的形貌，以评估涂层的均匀性和致密性。
接下来，通过X射线衍射（XRD）分析涂层的晶体结构，以确定碳化硅的形成。
然后，使用热重分析（TGA）技术研究碳/碳复合材料在高温下的氧化失重情况，比较涂层前后的氧化失重量，评估碳化硅复合涂层的抗氧化性能。
研究结果显示，经过碳化硅复合涂层处理的碳/碳复合材料表面形貌更加均匀，并形成了致密的碳化硅层。
XRD结果表明涂层中出现了明显的碳化硅峰，证明碳化硅复合涂层成功形成。
TGA结果显示，经过碳化硅复合涂层处理的碳/碳复合材料在高温氧化环境中具有更好的抗氧化性能，氧化失重量较未涂层的材料明显减少。
结论本研究成功制备了碳/碳复合材料碳化硅复合涂层，并评估了其抗氧化性能。
结果表明，碳化硅复合涂层能够有效降低碳/碳复合材料在高温氧化环境中的氧化失重量，提高其抗氧化性能。
陶瓷增强钢铁基复合材料中基体与陶瓷的选择
陶瓷增强钢铁基复合材料中基体与陶瓷的选择陶瓷增强钢铁基复合材料是一种新型的高性能材料，通过将钢铁基合金与陶瓷材料相结合，可以获得综合性能更优越的复合材料。
在这种材料中，基体和陶瓷的选择是非常关键的，它会直接影响到复合材料的性能和应用。
选择合适的基体和陶瓷是陶瓷增强钢铁基复合材料制备的关键步骤之一。
一、基体的选择1.钢铁基合金作为复合材料的基体，钢铁基合金因其优异的韧性、可塑性和热处理性能被广泛应用。
钢铁基合金具有较高的强度和韧性，适用于承受较大载荷的工程结构中。
不同种类的钢铁基合金具有不同的化学成分和性能，需要根据具体的应用需求进行选择。
2.不锈钢不锈钢由于其抗腐蚀性能优异，被用于制备耐腐蚀的复合材料。
在一些特殊的环境下，不锈钢基体具有较好的适应性和耐腐蚀性，能够延长复合材料的使用寿命。
3.高强度钢高强度钢比普通钢具有更高的屈服强度和抗拉强度，适用于制备承受高载荷和高应力的复合材料。
在一些要求高强度和高刚性的领域，选择高强度钢作为基体能够提高复合材料的承载能力。
基体的选择主要考虑材料的力学性能、耐腐蚀性能和应用环境等因素，需要根据具体的应用需求来选择合适的基体材料。
二、陶瓷的选择1.氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷具有高硬度、高耐磨性和良好的热稳定性，被广泛应用于制备复合材料中。
通过将氧化铝陶瓷与钢铁基合金相结合，可以获得耐磨、耐高温的复合材料，适用于机械零部件、磨料和耐磨耗材等领域。
2.碳化硅陶瓷3.氮化硼陶瓷基体和陶瓷的选择是影响陶瓷增强钢铁基复合材料性能的关键因素。
在制备复合材料时，需要充分考虑基体和陶瓷材料的力学性能、耐腐蚀性能和应用环境等因素，选择合适的基体和陶瓷材料，才能获得性能更优越的复合材料，满足不同领域的应用需求。
未来，随着材料科学和工程技术的发展，基体和陶瓷材料的选择将更加精准，陶瓷增强钢铁基复合材料的应用范围也将进一步拓展。
希望通过本文的介绍，对陶瓷增强钢铁基复合材料的基体和陶瓷的选择有更加深入的了解，为相关领域的研究和应用提供参考。
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岳建设等：反应烧结制备多孔β-SiAlON・ 493 ・第40卷第4期网络互穿型碳化硅陶瓷/铁基复合材料制备及其耐磨性能王倩1，刘桂武1，郑开宏2，李林2，王娟2，乔冠军1(1. 西安交通大学，金属材料强度国家重点实验室，西安 710049；2. 广州有色金属研究院材料加工研究所，广州 510651)摘要：通过酚醛树脂固化、碳化及原位硅化的技术制备复杂形状SiC陶瓷，并利用金属浇注工艺制备出了以高锰钢、高铬铸铁为基体的2种网络互穿型SiC陶瓷/金属复合材料。
借助湿式橡胶轮摩擦磨损试验机和UMT-3多功能摩擦磨损试验机测试该2种复合材料及2种基体的摩擦学性能，并采用扫描电子显微镜分析了复合材料和基体磨损后的表面形貌。
结果表明：由于SiC陶瓷体的强度、硬度比金属基体高，导致在磨损过程中2种基体材料的磨损量较大，且在复合材料表面形成微凸起，使得复合材料的耐磨性能明显提高；SiC陶瓷/高铬铸铁复合材料的耐磨性优于SiC陶瓷/高锰钢复合材料，但SiC陶瓷/高锰钢复合材料的界面结合更好。
关键词：金属基复合材料；碳化硅；高锰钢；高铬铸铁；摩擦磨损中图分类号：TB333 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2012)04–0493–05网络出版时间：DOI：网络出版地址：Preparation and Wear Resistance of SiC/Fe Composites with Interpenetrating StructureWANG Qian1，LIU Guiwu1，ZHENG Kaihong2，LI Lin2，WANG Juan2，QIAO Guanjun1(1. State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710049, China; 2. Institute forMaterials Processing, Guangzhou Research Institute for Non-ferrous Metal Research, Guangzhou 510650, China)Abstract: SiC ceramic with the complex shape was prepared via the curing of phenol–formaldehyde resin, carbonization and in-situ siliconization. Two kinds of interpenetrating SiC/metal (i.e., high manganese steel and high chromium cast iron) composites were fabricated by metal casting. The tribological properties of the two composites were investigated by a wet rubber wheel grinding fric-tion tester and a UMT-3 multi-specimen test system. The surface morphologies of the two composites and the two metal matrices after abrasion were analyzed by scanning electron microscopy. The wear loss of the metal matrices was more than those of the respective composites. The micro-protrudes formed on the surfaces due to the addition of SiC ceramic, which has a higher strength and hardness, compared to the metal matrices. As a result, the wear resistances of the two composites were improved. The wear resistance of the SiC/iron composite was higher than that of the SiC/steel composite. However, the SiC/steel composite displayed a better interfacial bonding.Key words: metal matrix composite; silicon carbide; high manganese steel; high chromium cast iron; friction and wearSiC陶瓷增强金属基复合材料中SiC的均匀性及其服役过程中的可靠性是目前应用中要解决的主要难点。
SiC陶瓷颗粒或晶须作为增强体在金属基复合材料中通常存在各向异性和难以实现高体积分数等问题。
目前以三维网络结构SiC陶瓷为增强体的金属基复合材料已引起人们的关注[1–2]。
这种复合材料的增强体与基体之间相互贯穿、渗透，具有特殊的物理化学性能和机械性能。
通过制作不同几何形状的网络结构陶瓷增强体，可提高复合材料中增强体的体积分数，获得与金属良好的润湿性，抵制由于润湿性不好而导致的裂纹扩展[3–5]。
由于网络结构中陶瓷增强体与金属基体材料相互渗透、包覆，在磨损时高硬度的陶瓷增强体对基体起到屏蔽保护作用，使其不会首先被磨掉。
同时，金属基体会对收稿日期：2011–11–19。
修订日期：2011–12–26。
基金项目：国家自然科学基金(51172177)；广东豪美铝业有限公司特派员工作站项目(2010B09050034)；广东省重大科技专项(2010A080407007；2009A080304010)资助。
第一作者：王倩(1987—)，女，硕士研究生。
通信作者：刘桂武(1976—)，男，副教授。
Received date:2011–11–19. Revised date: 2011–12–26.First author: WANG Qian (1987–), female, Master candidate.E-mail: wang.q@Correspondent author: LIU Guiwu (1976–), male, associate professor. E-mail: gwliu76@第40卷第4期2012年4月硅酸盐学报JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol. 40，No. 4April，20122013-02-28 09:59/kcms/detail/11.2310.TQ.20130228.0959.201204.493_001.html硅酸盐学报・ 494 ・2012年陶瓷增强相起到支撑作用，避免陶瓷增强相过早脱落。
这种相互作用使得复合材料能达到整体磨损以提高摩擦磨损性能[6]。
刘志伟等[7]利用纸制三维模型，通过浸渍树脂等一系列工艺成功制备出三维管状SiC陶瓷体，并用铸渗法制备了SiC 陶瓷增强金属基复合材料。
张志金等[8]以中间相沥青为原料，利用反应烧结制备出了SiC多孔陶瓷体，再用挤压铸造工艺制备了SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料。
冯胜山等[9]采用常压铸渗工艺制备了三维连续网络SiC/铸铁复合材料。
在以上研究的基础上，利用石蜡熔模成型，借助酚醛树脂固化、碳化及原位硅化的技术，制备具有三维网络结构、形状复杂的SiC增强体，然后采用金属浇注工艺制备出2种不同耐磨基体的网络互穿型碳化硅陶瓷/金属复合材料，并对其耐磨性能进行了对比研究。
1 试验材料及方法1.1网络互穿型陶瓷/金属基复合材料的制备首先利用石蜡制备所需三维陶瓷骨架阴模，再将加有一定量造孔剂(乙二醇和淀粉)和固化剂(苯磺酰氯)的酚醛树脂注入阴模，借助树脂的塑性流动和热固化，形成树脂三维网络结构；然后，将三维结构树脂碳化，借助酚醛树脂的高残碳率和热固性，转化为三维网络多孔炭材料；最后，将形成的三维网络碳素坯体进行原位渗硅处理，最终形成具有三维网络结构的碳化硅陶瓷(见图1a)[10–11]。
使用无水乙醇将上述得到的三维网络SiC陶瓷体进行超声波清洗以去除表面油污及其它黏附和吸附物质，然后放入100℃恒温恒湿保温箱内干燥。
将预处理过的三维网络SiC陶瓷体固定在浇注砂型的底部，然后分别浇注高铬铸铁和高锰钢(浇注温度均控制在1400℃左右)，待凝固冷却后，即可获得网络互穿陶瓷/金属复合材料(见图1b)。
两种浇注金属材料的化学组成如表1。
1.2耐磨性能测试采用MLS-225型湿式橡胶轮磨损试验机，分别图1 网络互穿型SiC/Fe复合材料Fig. 1 Interpenetrating SiC/Fe composite对2种不同基体的复合材料及其金属基体进行磨损试验。
橡胶轮转速为180～240r/min，橡胶轮Shore 硬度为43.3，直径为178mm，载荷为24.5N，磨损时间为30min，砂浆中水和砂质量比为1:1，试样尺寸为57mm×25.5mm×6mm。
试样和橡胶轮组成一对摩擦副。
按试样要求尺寸准备高铬铸铁基体材料、SiC/高铬铸铁复合材料、高锰钢基体材料和SiC/高锰钢复合材料各3个，在磨损前每个试验均进行5min 预磨，用超声波清洗后称其质量，磨损前质量记为M1。
然后进行30min磨损，清洗后再称其质量，磨损后质量记为M2，每种试样取3个数据的平均值进行评价。
另外，采用UMT-3多功能摩擦磨损试验机分别对两种不同基体的复合材料及其金属基体进行销盘表1高铬铸铁与高锰钢的化学组成Table 1 Chemical compositions of high chromium cast iron and high manganese steelComposition in mass/%SampleFe C Si Mn P S Cr Ni Mo High chromium cast iron 70.300 2.720 0.640 0.749 0.021 0.021 25.000 0.180 0.370High manganese steel 85.370 1.090 0.460 11.430 0.035 0.003 1.610王 倩 等：网络互穿型碳化硅陶瓷/铁基复合材料制备及其耐磨性能・ 495 ・第40卷第4期式干摩擦磨损试验。