陶瓷基复合材料

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陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料

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。

工制备艺浆体浸渍-热压法适用于长纤维。

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。

优点是加热温度较晶体陶瓷低,层板的堆垛次序可任意排列,纤维分布均匀,气孔率低,获得的强度较高。

缺点则是不能制造大尺寸的制品,所得制品的致密度较低,此外零件的形状不宜太复杂,基体材料必须是低熔点或低软化点陶瓷。

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制造工艺也可大致分为配料-成型-烧结-精加工等步骤。

直接氧化沉积法方法:将纤维预制体置于熔融金属上面,添加有镁、硅添加剂的熔融金属铝,在氧化气氛中,不断地浸渍预制体,在浸渍过程中,熔融金属或其蒸汽与气相氧化剂反应生成氧化物。

随着时间的延长,边浸渍边氧化,最终可制得纤维增强CMC。

优点:纤维几乎无损伤、纤维分布均匀、CMC性能优异,工艺简单、效率高成本低先驱体热解法方法:将单独合成的先驱体,通过加温调节其粘度,在高压-真空联合作用下使其浸入并充满多向纤维编织坯件的空隙,在高温下使先驱体热解。

陶瓷基复合材料(CMC)

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

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3、莫来石陶瓷(3Al2O3· 2SiO2, mullite)
莫来石一般是由人工合成的。工业上多用天然高铝矾土、粘土或工 业氧化铝等为原料,常用烧结或电熔法合成莫来石熔块,然后破碎成各 种粒度的莫来石粉料。一般合成温度高于1700℃。
实验室一般用化学法(如Sol-gel法)合成高纯、超细的莫来石粉体。
晶须
(陶瓷)
纤维
(连续、短纤维) (陶瓷、高熔点金属)
1650
结构复合式
(叠层、梯度) (按设计要求选择材料)
水泥
硅酸盐化合物、铝酸盐化合物等
叠层式(叠层、梯度)
(按设计要求选择材料)
二、原材料及其特性
陶瓷基复合材料是由基体材料和增强体材料组成。
基体材料有氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、水泥、玻璃等。 增强体材料主要以不同形态来区分,有颗粒状、纤维状、 晶须、晶板等。
表面强化增韧
陶瓷材料的断裂往往是从表面拉应力超过断裂 应力开始的。由于ZrO2陶瓷烧结体表面存在基 体的约束较少,t-ZrO2容易转变为m-ZrO2,而 内部t-ZrO2由于受基体各方向的压力保持亚稳 定状态。因此表面的m-ZrO2比内部的多,而转 变产生的体积膨胀使材料表面产生残余的压应 力,可以抵消一部分外加的拉应力,从而造成 表面强化增韧。
莫来石质陶瓷通常是在1550~1600℃下常压烧结而成,纯莫来石陶 瓷通常要在1750℃左右才能烧结。
加入适量的稳定剂后,t相可以部分或全部以亚稳定状态存在于室 温,分别称为部分稳定氧化锆(PSZ)或四方相氧化锆多晶体(TZP)。
利用t-ZrO2m-ZrO2的马氏体相变,可以用来增韧陶瓷材料,即 氧化锆增韧陶瓷材料(ZTC)。 ZrO2陶瓷的特点是呈弱酸性或惰性,导热系数小(在100~1000℃ 范围内,导热系数=1.7~2.0W/(mK),其推荐使用温度为2000~2200℃, 主要用于耐火坩埚、炉子和反应堆的绝热材料、金属表面的热障涂层等。

陶瓷基复合材料介绍

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。

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料引言。

陶瓷基复合材料是一种由陶瓷基体和其他增强材料组成的复合材料。

它具有优异的耐磨、耐腐蚀、高强度和高温稳定性等特点,因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、化工等领域。

本文将介绍陶瓷基复合材料的组成、性能和应用,并对其未来发展进行展望。

一、陶瓷基复合材料的组成。

陶瓷基复合材料通常由陶瓷基体和增强材料组成。

陶瓷基体可以是氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料,而增强材料则可以是碳纤维、玻璃纤维、陶瓷颗粒等。

这些材料通过复合加工技术,如热压、注射成型等,将陶瓷基体与增强材料紧密结合,形成具有优异性能的复合材料。

二、陶瓷基复合材料的性能。

1. 耐磨性,陶瓷基复合材料具有优异的耐磨性,可以在高速、高负荷条件下保持较长的使用寿命,因此被广泛应用于机械设备的零部件制造。

2. 耐腐蚀性,由于陶瓷基复合材料具有优异的化学稳定性,可以在酸、碱等腐蚀性介质中长期稳定运行,因此在化工领域得到广泛应用。

3. 高强度,陶瓷基复合材料在高温、高压条件下依然保持优异的强度和刚性,因此被广泛应用于航空航天领域。

4. 高温稳定性,陶瓷基复合材料在高温条件下依然保持稳定的性能,因此被广泛应用于发动机、燃气轮机等高温设备的制造。

三、陶瓷基复合材料的应用。

1. 航空航天领域,陶瓷基复合材料被广泛应用于航空发动机、航天器外壳等高温、高压零部件的制造。

2. 汽车制造领域,陶瓷基复合材料被应用于汽车刹车片、离合器片等零部件的制造,以提高其耐磨性和耐高温性能。

3. 化工领域,陶瓷基复合材料被应用于化工设备的制造,以提高其耐腐蚀性和耐高温性能。

四、陶瓷基复合材料的发展展望。

随着科学技术的不断进步,陶瓷基复合材料将会在性能和应用范围上得到进一步提升。

未来,我们可以期待陶瓷基复合材料在新能源领域、生物医药领域等新兴领域的广泛应用,为人类社会的发展做出更大的贡献。

结论。

陶瓷基复合材料具有优异的耐磨、耐腐蚀、高强度和高温稳定性等特点,因此在航空航天、汽车制造、化工等领域得到广泛应用。

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料
陶瓷基复合材料是一种由陶瓷基体和增强相组成的新型材料。

陶瓷基复合材料具有优异的耐高温、耐磨损、耐腐蚀性能,因此在航空航天、汽车制造、机械制造等领域有着广泛的应用。

本文将从材料特性、制备工艺、应用领域等方面对陶瓷基复合材料进行介绍。

首先,陶瓷基复合材料的材料特性是其具有的重要特点之一。

陶瓷基复合材料具有高温强度高、热震稳定性好、耐磨损、耐腐蚀等优异性能。

这些特性使得陶瓷基复合材料在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下能够发挥出色的性能,因此在航空航天领域得到了广泛的应用。

其次,陶瓷基复合材料的制备工艺是影响其性能的重要因素之一。

陶瓷基复合材料的制备工艺包括原料的选择、配比、成型、烧结等多个环节。

其中,原料的选择和配比直接影响着复合材料的成分和性能,而成型和烧结工艺则决定了复合材料的内部结构和组织。

因此,制备工艺的优化对于提高陶瓷基复合材料的性能具有重要意义。

最后,陶瓷基复合材料在航空航天、汽车制造、机械制造等领域有着广泛的应用。

在航空航天领域,陶瓷基复合材料被用于制造发动机涡轮叶片、导向器、复合材料轴承等部件,以提高其耐高温、耐磨损、耐腐蚀等性能。

在汽车制造领域,陶瓷基复合材料被用于制造发动机零部件、刹车盘、离合器等,以提高汽车的性能和安全性。

在机械制造领域,陶瓷基复合材料被用于制造轴承、密封件、刀具等,以提高机械设备的使用寿命和性能。

总之,陶瓷基复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景。

随着科学技术的不断进步,陶瓷基复合材料将在更多领域得到应用,并为人类社会的发展做出更大的贡献。

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料

图10-4 液态浸渍法制备 陶瓷基复合材料示意图
5、直接氧化法(图10-5)
按部件形状制备增强体预制 体,将隔板放在其表面上以 阻止基体材料的生长。 熔化的金属在氧气的作用下 发生直接氧化反应形成所需 的反应产物。 由于在氧化产物中的空隙管 道的液吸作用 ,熔化金属 会连续不断地供给到生长前 沿。 Al + 空气 → Al2O3 Al + 氮气 → AlN
2)FCVI法
在纤维预制件内施加一个温 度梯度,同时还施加一个反 向的气体压力梯度,迫使反 应气体强行通过预制件。 在低温区,由于温度低而不 发生反应,当反应气体到达 温度较高的区域后发生分解 并沉积,在纤维上和纤维之 间形成基体材料。 在此过程中,沉积界面不断 由预制件的顶部高温区向低 温区推移。由于温度梯度和 压力梯度的存在,避免了沉 积物将空隙过早的封闭,提 高了沉积速率(图10-9)。
图10-5 直接氧化法制备 陶瓷基复合材料示意图
6、溶胶 – 凝胶(Sol – Gel)法(图10- 6)
溶胶(Sol)是由于化学反应沉积而产生的微小颗粒(直径<100nm)的 悬浮液;凝胶(Gel )是水分减少的溶胶,即比溶胶粘度大的胶体。 Sol – Gel法 是指金属有机或无机化合物经溶液、溶胶、凝胶等过程 而固化,再经热处理生成氧化物或其它化合物固体的方法。该方法可控 制材料的微观结构,使均匀性达到微米、纳米甚至分子量级水平。 Sol – Gel法制备SiO2陶瓷原理如下: Si(OR)4 + 4H2O → Si(OH)4+ 4ROH Si(OH)4 → SiO2 + 2H2O 使用这种方法,可将各种增强剂加入 基体溶胶中搅拌均匀,当基体溶胶形成凝 胶后,这些增强组元稳定、均匀分布在基 体中,经过干燥或一定温度热处理,然后 压制烧结形成相应的复合材料。

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料是一种由陶瓷基体和其他添加剂组成的复合材料。

其综合性能优异,因此在航空航天、电子器件、能源领域等多个领域得到广泛应用。

本文将介绍陶瓷基复合材料的制备方法、性能及应用,并对其未来发展进行展望。

一、制备方法陶瓷基复合材料的制备方法多种多样,主要包括烧结法、溶胶-凝胶法、机械合金化法等。

首先,烧结法是最常用的制备陶瓷基复合材料的方法之一。

该方法将陶瓷粉末与其他添加剂混合,并通过高温下的烧结过程将其烧结成坚固的材料。

这种方法制备的复合材料具有较高的结晶度和致密性。

其次,溶胶-凝胶法是一种制备陶瓷基复合材料的新方法。

该方法通过将金属盐、有机物等混合,形成胶体溶胶,然后通过热处理使其成为凝胶,并进一步高温热处理得到致密材料。

这种方法制备的复合材料具有较高的纯度和均匀性。

最后,机械合金化法是一种通过粉末冶金技术制备陶瓷基复合材料的方法。

该方法将陶瓷颗粒与添加剂一起经过球磨、混合等机械处理,使其均匀分散,并通过热处理得到复合材料。

这种方法制备的复合材料具有较高的强度和断裂韧性。

二、性能陶瓷基复合材料具有一系列优异的性能,主要包括高温稳定性、硬度高、抗腐蚀性好等。

首先,陶瓷基复合材料具有较好的高温稳定性。

由于陶瓷基复合材料的陶瓷基体具有较高的熔点和热稳定性,因此能够在高温环境下保持较好的性能,不易发生烧结变形等问题。

其次,陶瓷基复合材料具有较高的硬度。

陶瓷基体的硬度往往比金属基体或聚合物基体要高,因此陶瓷基复合材料在硬度方面具有优势。

这使得该材料在需要高硬度的应用中表现出色,如切割工具、磨料等领域。

再次,陶瓷基复合材料具有良好的抗腐蚀性。

由于陶瓷基体的本身特性,该材料在酸碱等腐蚀性环境中有很好的稳定性,不易受到腐蚀侵蚀。

这使得陶瓷基复合材料在化工、生物医药等领域得到广泛应用。

三、应用陶瓷基复合材料在很多领域都有广泛的应用。

下面将介绍几个典型的应用领域。

首先,陶瓷基复合材料在航空航天领域具有重要应用。

陶瓷基复合材料综述

陶瓷基复合材料综述

陶瓷基复合材料综述陶瓷基复合材料是指以陶瓷材料为基体,通过添加其他材料或者通过热处理等方式形成的一种具有复合结构的新型材料。

陶瓷基复合材料具有许多优异的性能,包括高温稳定性、高硬度、高抗磨损性和良好的化学稳定性等。

本文将对陶瓷基复合材料的制备方法、性能以及应用方面进行综述。

一、陶瓷基复合材料的制备方法陶瓷基复合材料的制备方法可以分为两大类:一种是在陶瓷基体中添加其他材料,如纳米颗粒、纤维、碳纳米管等;另一种是通过热处理等方式改变陶瓷基体的结构和性能。

其中,添加其他材料的方法主要包括浸渍法、溶胶凝胶法、等离子熔融法等;热处理方法主要包括烧结、热压、热等静压等。

二、陶瓷基复合材料的性能陶瓷基复合材料具有许多独特的性能,其主要包括高温稳定性、高硬度、高抗磨损性和良好的化学稳定性。

其中,高温稳定性是指材料在高温下仍然能够保持物理和化学性能的稳定性。

高硬度则是指材料的硬度较高,能够抵抗外界的划痕和磨损。

高抗磨损性则是指材料能够在摩擦和磨损等条件下保持其表面的完整性和光洁度。

化学稳定性则是指材料对酸、碱、盐等化学介质的稳定性较好,不易发生腐蚀和溶解。

三、陶瓷基复合材料的应用方面由于陶瓷基复合材料具有优异的性能,因此在许多领域都得到了广泛的应用。

其中,陶瓷基复合材料在航空航天领域中被广泛应用于火箭发动机喷管、刹车盘等高温部件中。

此外,在能源领域,陶瓷基复合材料可以用于制备高效的催化剂、光催化剂和固态电解质等。

在汽车制造领域,陶瓷基复合材料可以应用于汽车刹车系统、传动系统和发动机部件等。

此外,陶瓷基复合材料还可以用于制备耐磨、耐蚀和高温结构件,如轴承、密封件和切割工具等。

综上所述,陶瓷基复合材料具有许多优异的性能,包括高温稳定性、高硬度、高抗磨损性和良好的化学稳定性等。

通过添加其他材料或者通过热处理等方式改变陶瓷基体的结构和性能,可以制备出具有不同功能和应用的陶瓷基复合材料。

由于其广泛的应用前景,陶瓷基复合材料在材料科学领域中受到了广泛的研究和开发。

陶瓷基复合材料的性质及其应用前景

陶瓷基复合材料的性质及其应用前景

陶瓷基复合材料的性质及其应用前景陶瓷基复合材料是一种新型的复合材料,它由陶瓷基体和增强材料组成。

其特点是硬度高、强度大、耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好等。

由于其独特的性质,陶瓷基复合材料在航空航天、汽车制造、电子和电力工业等领域都有广泛的应用。

一、陶瓷基复合材料的组成陶瓷基复合材料由陶瓷基体和增强材料组成。

其中,陶瓷基体通常采用氧化物陶瓷或碳化物陶瓷,而增强材料则可以选择纤维材料、颗粒材料、层板材料等。

陶瓷基复合材料的制备方法很多,主要包括热压、热等静压、拉伸成型等。

二、陶瓷基复合材料的性质1. 高硬度由于陶瓷基复合材料的基体是陶瓷,因此具有非常高的硬度。

事实上,某些陶瓷基复合材料的硬度可以接近金刚石,达到20GPa以上。

这一优异的性能意味着它们可以耐受高度的磨损和冲击,适用于大多数需要高耐久性的应用领域。

2. 高强度在增强材料的加入下,陶瓷基复合材料具有很高的强度和刚性。

因此,它们可以承受非常大的载荷,并在极端条件下工作。

这种性质使它们成为航空航天、汽车制造和电力工业等相关领域中理想的结构材料。

3. 耐高温陶瓷基复合材料具有非常好的耐高温性能。

在高温环境下,它们保持不失效、不变形等特性。

因此,它们被广泛应用于航空航天、汽车制造等需要高温稳定性能的领域。

4. 耐腐蚀陶瓷基复合材料还具有良好的耐腐蚀性能。

在强酸、强碱、高浓度的腐蚀性环境下,它们仍然可以保持稳定。

这一性质使它们成为化工、电力工业领域中的理想材料。

5. 绝缘性能好陶瓷基复合材料具有很好的绝缘性能,因此广泛运用于电子和电力工业中。

它们可以承受高电压、高电流的特性,同时在工作过程中不会导电或产生电磁干扰。

三、陶瓷基复合材料的应用前景由于其优异的性能和多功能性,陶瓷基复合材料在多个领域都有很广泛的应用前景。

以下是一些典型应用案例:1. 航空航天陶瓷基复合材料可以用于制作飞机、火箭、导弹的部件,如机身、引擎、导向器等。

因为它们的低重量、高强度和耐高温性质可以降低飞行设备的质量和提高操作效率。

陶瓷基复合材料PPT课件

陶瓷基复合材料PPT课件
定的成果。
面临的挑战
高成本
陶瓷基复合材料的制备工 艺复杂,导致其成本较高, 限制了大规模应用。
性能稳定性
陶瓷基复合材料在复杂环 境下性能稳定性不足,易 受温度、湿度等外部因素 影响。
生产效率
目前陶瓷基复合材料的生 产效率相对较低,影响了 其推广和应用。
未来展望
降低成本
通过技术创新和规模化生产,降低陶瓷基复合材 料的成本,提高其市场竞争力。
制备工艺的优化
熔融浸渗法
压力辅助成型法
通过优化熔融浸渗工艺参数,如温度、 压力和时间,提高陶瓷基复合材料的 致密化程度和力学性能。
通过调整压力辅助成型的压力、温度 和时间等参数,提高复合材料的密度 和力学性能。
化学气相沉积法
优化化学气相沉积工艺参数,如反应 温度、气体流量和沉积时间,以获得 均匀、致密的陶瓷基复合材料。
04
陶瓷基复合材料的性能优化
增强相的选择与优化
增强相种类
选择合适的增强相是提高陶瓷基 复合材料性能的关键,常用的增 强相包括碳纤维、玻璃纤维、晶
须等。
增强相分散与分布
优化增强相在基体中的分散和分布, 确保其均匀分布,以提高复合材料 的整体性能。
增强相表面处理
通过表面处理技术改善增强相与基 体之间的界面结合力,提高复合材 料的力学性能。
陶瓷基复合材料的性能优化主要通过 添加增强相、调整基体组成和工艺参 数实现。
陶瓷基复合材料在高温、高强度、抗 氧化等极端环境下的应用前景广阔, 但需要解决其可靠性、寿命和成本等 问题。
对未来研究的建议
01
02
03
04
深入研究陶瓷基复合材料的微 观结构和性能之间的关系,为 材料设计和优化提供理论支持

《陶瓷基复合材》课件

《陶瓷基复合材》课件

2
陶瓷基复合材料的问题及挑战
陶瓷基复合材料在制备过程中存在工艺复杂、成本高等问题,需要进一步解决和 改进。
结论
陶瓷基复合材料的综合性能评价
综合考虑陶瓷基复合材料的力学性能、热学性能、耐久性等方面,可以评价其综合性能水平。
陶瓷基复合材料的发展前景
陶瓷基复合材料在高科技领域有着广阔的应用前景,将为科学技术的发展提供重要支持。
参考文献
1. 文献1 2. 文献2 3. 文献3
陶瓷基复合材料的组成包括陶瓷基体和增强材料,其结构形式可以是颗粒增强、 纤维增强等。
性能测试
1 陶瓷基复合材料的力学性能测试
力学性能测试包括强度、硬度、韧性等方面的评估,以确保陶瓷基复合材料的可靠性和 耐久性。
2 陶瓷基复合材料的热学性能测试
热学性能测试包括热导率、热膨胀系数等方面的评估,以确保陶瓷基复合材料在高温环 境下的稳定性。
应用案例
陶瓷基复合材料在航天领域的应用
陶瓷基复合材料在航天器结构、导航系统和热保护 层等方面发挥重要作用。
陶瓷基复合材料在医疗领域的应用
陶瓷基复合材料应用于仿生器官、骨修复、人工关 节等方面,为医疗技术的发展带来新的突破。
进一步研究
1
陶瓷基复合材料的未来发展趋势
随着科学技术的不断进步,陶瓷基复合材料将会在性能、制备技术等方面取得更 大突破。
陶瓷基复合材 PPT课件
研究陶瓷基复合材料是为了探索新型材料的结构与性能,本PPT课件将介绍陶 瓷基复合材料的概述、制备方法、性能测试、应用案例、未来发展趋势以及 参考文献。Leabharlann 概述什么是陶瓷基复合材料
陶瓷基复合材料是一种由陶瓷基体和其他增强物质组成的复合材料,具有优异的力学和热学 性能。

陶瓷基复合材料概述

陶瓷基复合材料概述

陶瓷基复合材料概述陶瓷基复合材料的基本构成包括陶瓷基体和增强相。

陶瓷基体是复合材料的主要组成部分,其主要作用是提供材料的整体力学性能和化学稳定性。

常见的陶瓷基体材料包括氧化铝、碳化硅、氮化硼等。

增强相通常由纤维、微颗粒或涂层等形式存在,其主要作用是增强材料的力学性能。

常用的增强相材料包括碳纤维、硅碳纤维、碳化硅颗粒等。

陶瓷基复合材料的制备方法主要包括增强相预浸料注浆成型、陶瓷基体浸渍和化学气相沉积等。

增强相预浸料注浆成型是指将增强相(如碳纤维布或纱线)经过预处理后,浸渍在浆料中,制备成具有一定形状和大小的增强相预浸料;陶瓷基体浸渍是将陶瓷基体浸泡在含有滞留剂的浆料中,使其吸附一定量的浆料,然后经过干燥和烧结等工艺得到复合材料;化学气相沉积是利用化学反应在陶瓷基体表面生成陶瓷薄膜,然后在其表面沉积增强相。

陶瓷基复合材料具有许多优越的性能,例如高温强度、高刚度、低热膨胀系数、优良的耐腐蚀性和较高的抗摩擦性能等。

这些性能使得陶瓷基复合材料在高温、高压、强腐蚀等恶劣条件下能够更好地发挥作用。

此外,陶瓷基复合材料还具有良好的抗热冲击性能和较低的密度,使其具备轻量化设计的优势。

陶瓷基复合材料在航空航天领域有广泛的应用。

例如,在航空发动机的制造中,使用陶瓷基复合材料可以减轻发动机重量、提高燃烧效率和减少燃料消耗。

此外,在航空航天器的外壳、导向系统和推进系统中也常使用陶瓷基复合材料,以提高材料的耐高温性能和抗氧化性能。

在汽车制造领域,陶瓷基复合材料可以用于发动机部件、制动系统和排气系统等关键部位,以提高汽车的安全性能、降低能源消耗和减少尾气排放。

陶瓷基复合材料的高温性能和耐腐蚀性能使其成为替代传统金属材料的理想选择。

在能源领域,陶瓷基复合材料可以用于核能装置、燃料电池和太阳能电池等设备,以提高能量转化效率和延长设备寿命。

陶瓷基复合材料的高温稳定性和化学稳定性使其在能源应用中具有重要的地位。

此外,陶瓷基复合材料还可用于电子器件、石油化工、医疗器械和船舶制造等领域。

复合材料学(第七章 陶瓷基复合材料)

复合材料学(第七章 陶瓷基复合材料)
从上面的讨论知道,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 使致密化变得困难, 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SiC,TiC时,基体材料 采用最多的是A12O3,Si3N4。目前,这些复 合材料已广泛用来制造刀具。
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 0.3-lμm , 长 30100μm)的小单晶体。从结构上看,晶须的特 点是没有微裂纹、位错、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0.1E(E为杨氏模 量),这已非常接近于理论上的理想拉伸强度
0.2E。而相比之下,多晶的金属纤维和块状
金属的拉伸强度只有0.02E和0.001E。
自发现百余种不同材料构成的晶须以来, 人们对其已给予了特别的关注。因为它们具 有最佳的热性能、低密度和高杨氏模量。
在陶瓷基复合材料中使用得较为普遍的是 SiC,Al2O3及Si3N4晶须。
陶瓷材料中的另一种增强体为颗粒。从
2.陶瓷复合材料的增强体
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,下面分别加以介绍。
碳纤维是用来制造陶瓷基复合材料最常 用的纤维之一。碳纤维可用多种方法进行生 产,工业上主要采用有机母体的热氧化和石 墨化。其生产过程包括三个主要阶段,第一 阶段在空气中于200℃-400℃进行低温氧化, 第二阶段是在惰性气体中在1000℃左右进行 碳化处理,第三阶段则是在惰性气体中于 2000℃以上的温度作石墨化处理。

陶瓷基复合材料的研究进展及应用

陶瓷基复合材料的研究进展及应用

陶瓷基复合材料的研究进展及应用一、引言陶瓷基复合材料是一种新型的材料,具有高硬度、高强度、高温稳定性等优点,在航空航天、汽车制造、电子器件等领域有广泛的应用。

本文将对陶瓷基复合材料的研究进展及应用进行详细的介绍。

二、陶瓷基复合材料的定义陶瓷基复合材料是以陶瓷为基础,添加多种增强剂和填充剂,通过化学反应或物理方法制备而成的一种新型复合材料。

其主要特点是具有高硬度、高强度、高温稳定性等优点。

三、陶瓷基复合材料的分类根据增强剂和填充剂的不同,可以将陶瓷基复合材料分为以下几类:1. 碳纤维增强陶瓷基复合材料:碳纤维作为增强剂,可以提高材料的强度和刚度。

2. 硅酸盐增强陶瓷基复合材料:硅酸盐作为填充剂,可以提高材料的耐火性能和抗氧化性能。

3. 陶瓷颗粒增强陶瓷基复合材料:陶瓷颗粒作为填充剂,可以提高材料的耐磨性和耐蚀性。

四、陶瓷基复合材料的制备方法陶瓷基复合材料的制备方法包括以下几种:1. 热压法:将预先加工好的增强剂和填充剂与陶瓷粉末混合均匀,然后在高温高压下进行热压,使其形成一体化的复合材料。

2. 热处理法:将预先加工好的增强剂和填充剂与陶瓷粉末混合均匀,然后在高温下进行热处理,使其形成一体化的复合材料。

3. 溶胶-凝胶法:通过溶胶-凝胶反应制备出纳米级别的氧化物粉末,再将其与增强剂和填充剂混合均匀,最后通过加热处理使其形成一体化的复合材料。

五、陶瓷基复合材料的应用由于其具有高硬度、高强度、高温稳定性等优点,陶瓷基复合材料在以下领域有广泛的应用:1. 航空航天领域:陶瓷基复合材料可以用于制造飞机发动机叶片、导向叶片等高温部件。

2. 汽车制造领域:陶瓷基复合材料可以用于制造汽车刹车盘、排气管等高温部件。

3. 电子器件领域:陶瓷基复合材料可以用于制造高压电容器、电子封装等部件。

六、结论随着科学技术的不断发展,陶瓷基复合材料将有更广泛的应用前景。

本文介绍了其定义、分类、制备方法和应用领域,相信对读者对该材料有更深入的了解。

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料
陶瓷基复合材料是一种由陶瓷基体和其他增强材料组成的复合材料。

它具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损、绝缘性能和较高的强度和硬度,因此在航空航天、汽车、机械等领域有着广泛的应用前景。

首先,陶瓷基复合材料的制备方法有多种,包括热压法、热等静压法、注射成型法等。

其中,热压法是一种常用的制备方法,通过将陶瓷粉末和增强材料粉末混合后,经过模具成型,再进行高温高压烧结而成。

这种方法制备的陶瓷基复合材料具有较高的密度和强度,适用于要求较高性能的领域。

其次,陶瓷基复合材料的增强材料多样,常见的有碳纤维、硅碳化物、氧化锆等。

这些增强材料能够有效提高陶瓷基复合材料的强度和韧性,使其具有更广泛的应用前景。

同时,通过合理选择和设计增强材料的类型和比例,可以使陶瓷基复合材料具有更优异的性能。

另外,陶瓷基复合材料的应用领域广泛,例如在航空航天领域,可以用于制造发动机零部件、导弹外壳等高温、高压、高速工作的零部件;在汽车领域,可以用于制造发动机缸套、刹车盘等耐磨损、耐腐蚀的零部件;在机械领域,可以用于制造轴承、刀具等需要耐磨损、耐高温的零部件。

最后,陶瓷基复合材料在实际应用中还面临着一些挑战,如制备工艺复杂、成本较高、易受到裂纹和断裂等。

因此,需要进一步研究和改进制备工艺,提高制备效率和降低成本,同时加强对陶瓷基复合材料的性能评价和监测,以确保其在各个领域的可靠应用。

综上所述,陶瓷基复合材料具有广阔的应用前景和发展空间,通过不断的研究和创新,相信它将在未来的材料领域发挥越来越重要的作用。

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料是一种将陶瓷作为基体,同时添加其他材料形成的复合材料。

它具有优异的高温性能、耐磨性、耐腐蚀性和机械性能,广泛应用于航空航天、汽车、电子、能源和化工等领域。

本文将重点介绍陶瓷基复合材料的特点、制备方法和应用。

陶瓷基复合材料的特点有以下几个方面。

首先,它具有很高的耐高温性能。

陶瓷基复合材料可以在高温下长时间工作,不会烧结或软化,因此在航空航天和汽车引擎等高温环境中得到广泛应用。

其次,它具有优异的耐磨性。

陶瓷基复合材料的硬度和抗磨损性能远远超过金属材料,可以用于制造耐磨件,如轴承、机械密封件等。

此外,它还具有较高的抗腐蚀性能和较低的摩擦系数,可以用于制造化学装置和摩擦副。

陶瓷基复合材料的制备方法主要包括烧结法和浸渍法。

烧结法是将陶瓷粉末和其他材料混合后,通过高温加热使其熔结成型。

这种方法适用于制备纯陶瓷基复合材料,如氧化铝基陶瓷复合材料。

浸渍法是将陶瓷基体浸渍于其他材料溶液中,然后通过热处理使其形成复合材料。

这种方法可以制备各种类型的陶瓷基复合材料,如碳纤维增强陶瓷基复合材料和碳化硅增强陶瓷基复合材料。

陶瓷基复合材料在各个领域中都有广泛的应用。

在航空航天领域,它可用于制造发动机组件、航空轴承、导弹和卫星零部件等。

在汽车领域,它可用于制造发动机缸套、刹车片、活塞环等。

在电子领域,它可用于制造电子散热器、半导体器件等。

在能源领域,它可用于制造核燃料颗粒、核电站部件等。

在化工领域,它可用于制造化学反应器、蒸馏柱等。

综上所述,陶瓷基复合材料具有优异的高温性能、耐磨性、耐腐蚀性和机械性能,广泛应用于航空航天、汽车、电子、能源和化工等领域。

随着科技的进步和材料制备技术的发展,陶瓷基复合材料的应用前景将更加广阔。

陶瓷基复合材料

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。

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国外陶瓷基复合材料发展计划
企业科研发展计划

GE公司

美国发动机巨头通用电气航空每年投资近10亿美元,用于研发先 进的技术和材料。通用电气公司研究陶瓷基复合材料已经超过20 年。通用电气航空曾承担过政府资助的陶瓷基复合材料燃烧室火 焰筒和低压涡轮叶片的发动机验证机项目。陶瓷基复合材料在通 用电气公司得到了重点研发,并成为当前通用电气公司一系列私 人和政府资助的发动机验证机项目的关键使能技术。陶瓷基复合 材料部件是通用电气公司eCore项目的关键,也是该公司为窄体客 机、支线飞机和公务机研制的下一代喷气发动机的基础。 罗罗公司也把陶瓷基复合材料作为下一代发动机争夺的重点技术
陶瓷基复合材料的现状和水平
技术发展现状

阶段
三代SiC纤维的比较
牌号
阶段 Nicalon 200 牌号
制造商
制造商
AMPT/℃
AMPT/℃
元素组成/wt% 56Si+32C+12O
56Si+32C+12O 54Si+32C+12O+2Ti 62.5Si+37C+0.5O 元素组成/wt% 密度 /(g/cm3) 2.55 2.48 2.74
陶瓷基复合材料的现状和水平
型号应用情况
Passport发动机叶片、排气混合器、中心体和核心整流罩。美国通用电气公司 为庞巴迪全球7000和8000飞机研制的Passport发动机将是第一个使用Ox/Ox陶瓷 基复合材料的非军用发动机和第一个以超加工为特点的通用电气商业航空发动 机。Passport高压压缩机的叶片和叶盘以超加工表面为特点,使得叶片比传统 叶片光滑四倍。陶瓷基复合材料和独特的叶片表面,这将提高发动机的性能, 降低油耗和增加耐用性。Passport发动机将产生16500磅的推力,提供:比同类 型发动机低8%的燃油消耗率;保证满足CAEP/6排放和4阶噪声规定;和世界级 的可靠性和支持。 GE9X发动机的旋转组件。通用电气陶瓷基复合材料用于波音777X宽体客机的 GE9X发动机的旋转组件。其关键特征包括直径3.35米的复合材料风扇机匣和 16片复合材料叶片、下一代压比为27的高压压气机、更高效率和更低排放的第 三代双环预混旋流燃烧室、燃烧室和涡轮应用的陶瓷基复合材料。通用电气估 计GE9X发动机采用陶瓷基复合材料涡轮转子叶片将降低总重约455公斤,相当 于GE90-115发动机干质量的6%。GE9X发动机的推力级别达到10万磅,燃油效 率较目前的GE90-115B将提高10%。
陶瓷基复合材料的现状和水平
技术发展现状

Ox/Ox


氧化物CMCs使用温度极限为1100℃,抗氧化性能优异, 可以在高温环境下长期使用。 商用的氧化物纤维主要有美国3M 公司的 Nextel系列纤维 和 Dupont 公司的 FP 和 PRD-166 系列纤维,日本 Sumitomo 公 司 的 Altex 系 列 、 Mitsui 公 司 的 Almax 系 列 、 DenkaNivity公司的Nivity系列和Nitivy公司的Nitivy ALF系列纤 维,以及英国ICI公司的Saffil系列纤维等 氧化物 CMCs 的基体主要有: α-Al2O3 、 Mullite( 莫来石 ) 、 Cordierite( 堇青石 ) 、 YAG( 钇铝石榴石 ) 、 ZrO2 、 LAS( 锂 铝硅)和BAS(钡铝硅)玻璃等
11 11 5000 11 10000 11 >10000 7.5 —— 10
—— —— 13000
3.05 1.85 3.05
10 12-14 12
注:上述数据来源不同,仅用作宏观对比。
陶瓷基复合材料的现状和水平
型号应用情况
2013年1月,美国宇航局密西西比州的斯坦 尼斯航天中心将波音研制的喷嘴,安装在 罗罗Trent 1000发动机钻机后端,用于加速 测试,73小时的测试成功完成标识着该项 目的一个里程碑。

罗罗公司

陶瓷基复合材料的现状和水平
技术发展现状
典型的陶瓷基复合材料
性能 纤维含量(vol.-%) 空隙率(vol.-%) 密度(g/cm3) 拉伸强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 断裂伸长率(%) 杨氏模量(GPa) 断裂韧性(MPa.m1/2) 热导率(W/m.K) 热膨胀系数(ppm/K) 最高服役温度(℃) Ox/Ox 30-50 10-40 2.1-2.8 70-280 80-630 0.12-0.4 50-210 58-69 1-4 2-7.5 1000-1100 C/SiC 10-70 1-20 1.8-2.8 80-700 80-700 0.5-1.1 30-150 25-30 10-130 0-7 1350-2100 SiC/SiC 40-60 10-15 2.3-2.9 150-360 280-550 0.1-0.7 70-270 25-32 6-20 2.8-5.2 1100-1600
陶瓷基复合材料的现状和水平
型号应用情况
罗罗公司下一代UltraFan(左)和Advance(右)设计
罗罗公司于2014年2月公布其下一代的发动机的设计细节, 并可以十年内准备好。罗罗表示希望在成功的Trent系列基础 上建立两个新一代的发动机设计。第一个设计“Advance”和第 二个设计“UltraFan”,其中关键技术包括先进的陶瓷基复合材 料——在高温涡轮中更有效地运作的耐热组件。目前该技术 已属于开发的后期阶段。
Ox/Ox
氧化物/氧化物CMCs 应用实例
该材料体系在航空发动机燃烧室内外衬、直升机用轻质排 风管和空间飞行器鼻锥等热端部件的应用实例
陶瓷基复合材料的现状和水平
技术发展现状
碳化硅基复合材料
碳化硅基体有更高的耐热冲击能力,可以承受高于1316°C的温 度。 C/SiC的使用最高温度可达2000℃,SiC/SiC的最高使用温度为 1600℃。 C/SiC抗氧化性能较SiC/SiC差,在高温下只能短时间使用。在高 于400℃的氧化性气氛中,C纤维就会被氧化,导致材料性能降低, 甚至失效,从而限制了C/SiC的更广泛应用。 相对于C纤维,SiC纤维具有更好的抗氧化能力,且与SiC陶瓷基 体有极好的相容性,SiC/SiC是耐高温能力和高热导性的极佳结 合体。航空发动机热端部件最终获得应用的应该是SiC/SiC。因 此提高SiC纤维的使用温度是保证SiC/SiC用于1650℃以上的关键。
陶瓷基复合材料的现等对莫来石纤维增 强莫来石(Muf/Mullite )CMCs进行了系统的 研究,已能制备和加工异形复杂构件(如图 1(a)所示),制备的燃烧室隔热瓦已通过模 拟试验(如图1(b)所示)。
陶瓷基复合材料的现状和水平
技术发展现状

日本碳公 1200 1200 Nicalon 日本碳公 司 200 司 第一代 第一代 Tyranno 1200 日本宇部 Tyranno 1200 日本宇部 兴产 Hi-Nicalon 1300 日本碳公 兴产 司 1300 Tyranno 日本宇部 Hi-Nicalon 1300 日本碳公 Lox-E 第二代 兴产 1300 Tyranno 司 ZM Tyranno ZE 日本宇部 13001300 Lox-E 第二代 Tyranno >1700 第三代 Tyranno 日本宇部 SA1 兴产 Tyranno ZM 1300 兴产 >1700 Tyranno Tyranno ZE 1300 SA3 Sylramic >1700 美国道康 >1700 第三代 Tyranno SA1 日本宇部 宁 >1700 Sylramic Tyranno SA3 >1700 兴产 iBN Siboramic >1500 德国拜耳 Sylramic 美国道康 >1700 >1500 Hi-Nicalon 日本碳公 宁 Type-S 司 Sylramic iBN >1700 Siboramic 德国拜耳 >1500 Hi-Nicalon Type-S

直径/μm 估价/(美 密度 /(g/cm3) 元/kg) 直径/μm 估价/(美元 /kg) 2.55 14 2000
14 2000 1250 8000 ——
54Si+32C+12O+2Ti
55Si+37.5C+5.5O+2Ti 2.39 62.5Si+37C+0.5O 57Si+34.5C+7.5O+1Zr 2.48
陶瓷基复合材料
2014年9月12日 胡燕萍 工程师
目录

国外陶瓷基复合材料发展计划

国家层面发展计划 企业发展计划 技术现状 型号应用情况 技术难点 发展趋势

陶瓷基复合材料发展现状和水平


陶瓷基复合材料的技术难点及下一步发展趋势

国外陶瓷基复合材料发展计划
政府发展计划
美国海军和空军为满足六代机的需求,在2007年就启动了相 关配套发动机的研制的“自适应多用途发动机技术”( ADVENT)项目,目的是开发新型陶瓷基复合材料提高涡轮 前温度; 后续为核心机涡轮叶片开发启动的“自适应发动机技术开发 ”(AETD)项目将陶瓷基复合材料列为三大关键技术之一 下阶段,美国预计继续启动下一代(NextGen)项目推进第 六代战斗机F-X配套发动机的技术成熟。 美国NASA制定的先进高温热机材料计划(HITEMP) DOE/NASA的先进涡轮技术应用计划(ATTAP) 美国国家宇航计划(NASP) 日本的月光计划 其研制目标是将发动机热端部件的使用温度提高到1650℃或更 高,从而提高发动机涡轮进口温度,达到节能、减重、提高推 重比和延长寿命的目的,满足军事和民用的需要。
2.48
12 11 2.74 11 11 2.39 11 2.48 7.5 2.55 10 3.02 10 3.10 12-14 3.05 12
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