【精品文章】碳化硅陶瓷增韧技术研究进展

碳化硅陶瓷增韧技术研究进展

SiC(碳化硅)陶瓷因其具有优良的高温力学性能、高导热率、良好的抗热冲击性、耐化学腐蚀、低热膨胀系数及比重轻等性能，被广泛用于机械、化工、能源、航空航天及高温、高压、腐蚀、辐射、磨损等严酷条件下的军事领域，也是固体火箭发动机喉衬、火箭鼻锥、陶瓷装甲等最有希望的候选材料之一。但由于其分子结构的键合特点，导致其塑性变形能力缺乏，表现为脆性，严重地影响了其作为结构材料的应用潜力。为此，陶瓷强化增韧便成了近年来陶瓷材料研究的核心问题。

 到目前为止，在基体中引入第二相(如纳米颗粒、晶须、纤维等)及材料自身的纳米化等强化增韧手段已经取得了一定的效果，对各种的强化增韧机制也进行了较深入的研究。

 图1碳化硅陶瓷(

 一、碳化硅陶瓷的自增韧技术

 通过引入添加剂或晶种来诱导等轴状晶粒异向生长成为如板状、棒状、长柱状形貌的晶粒来形成自增韧陶瓷在近十几年得到了广泛的研究。其增韧机制是类似于晶须对材料的裂纹桥联增韧、裂纹偏转和晶粒拔出效应，其中桥联增韧是主要增韧机制。其中，预加晶种的增韧方案在Si3N4陶瓷中应用较多。例如利用β-Si3N4晶粒的异向生长，以少量β-Si3N4晶种得到长柱状的β- Si3N4晶体而起到增韧作用。

 二、表面改性技术增韧SiC陶瓷

 陶瓷材料的脆性断裂通常是在拉应力作用下，自表面开始断裂。如果通过人为地预加应力，在陶瓷材料表面造成一层残余压应力层，就有可能起