陶瓷基复合材料加工工艺
复合材料第5章----陶瓷基复合材料
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
挤压成型法：把料浆放入压滤机内挤出水分，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。
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轧膜成型
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。
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陶瓷材料中的另一种增强体为颗粒。 从几何尺寸上看，颗粒在各个方向上的长度大致相同，一 般为几个微米。 常用的颗粒有SiC、Si3N4等。
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3纤维增强陶瓷基复合材料
陶瓷材料中，加入第二相纤维制成复合材料 是改善陶瓷材料韧性的重要手段，按纤维排布方 式不同，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。
始的，现已发展到三向石英/石英等陶瓷复合材料。
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每束纤维呈直线 伸展，不存在相 互交缠和绕曲， 因而使纤维可以 充分发挥最大的 X
结构强度。
Z Y
三向C/C编织结构示意图
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4 晶须和颗粒增强陶瓷基复合材料
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。
这种方法比较古老，不受制品形状的限制。但 对提高产品性能的效果不显著，成本低，工艺简单， 适合于短纤维增强陶瓷基复合材料的制作。
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2．热压烧结法
特长纤维切短(<3mm)，然后分散并与基体粉末混合，再用热压烧结的方法 即可制得高性能的复合材料，这种方法纤维与基体之间的结合较好，目前
采用较多的方法。
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强的界面粘结往往导 致脆性破坏，如下图 (a) 所示，裂纹可以在复合材 料的任一部位形成，并迅 速扩展至复合材料的横截 面，导致平面断裂。
陶瓷基复合材料成型方法
陶瓷基复合材料成型方法
陶瓷基复合材料是一种具有优良性能和广泛应用前景的新型材料。
它由陶瓷基体和其他增强材料组成，具有高强度、耐磨损、耐高温等优点，因此在航空航天、汽车、电子、化工等领域有着重要的应用价值。
而陶瓷基复合材料的成型方法对其性能和应用具有重要影响。
一种常见的陶瓷基复合材料成型方法是压制成型。
在这种方法中，首先将陶瓷基体和增强材料按一定比例混合，并在一定温度下进行预热处理，使其颗粒间相互粘结。
然后将混合物放入模具中，施加一定的压力，使其形成所需的形状。
最后，经过烧结或其他处理，使其获得一定的力学性能和表面质量。
另一种常见的成型方法是注射成型。
这种方法适用于复杂形状的陶瓷基复合材料制品。
在这种方法中，将预先混合好的陶瓷基体和增强材料以浆料的形式注入模具中，然后通过挤压或真空吸附等方法，使其充分填充模具内部的空腔，最终得到所需的形状。
除了上述两种方法外，还有许多其他成型方法，如注浆成型、旋压成型、激光烧结成型等，这些方法在不同的情况下具有各自的
优势和适用范围。
总的来说，陶瓷基复合材料的成型方法对其性能和应用具有重
要影响。
通过选择合适的成型方法，并结合优化工艺参数，可以使
陶瓷基复合材料获得更好的力学性能和表面质量，从而更好地满足
不同领域的应用需求。
随着科技的不断进步，相信陶瓷基复合材料
的成型技术也会不断提升，为其在更多领域的应用提供更好的支持。
陶瓷基复合材料的复合工艺
陶瓷基复合材料的复合工艺
1.预处理
首先，要对陶瓷基材料进行表面处理，以保证其干净平整，可以通过研磨、酸洗等方式进行。
2.涂敷
接着，将经过预处理的陶瓷基材料涂上粘结剂，将其固定在复合材料的骨架上。
选择合适的粘结剂对于复合材料的性能至关重要。
3.堆叠
将涂好粘结剂的陶瓷基材料和其他复合材料进行堆叠，注意堆叠的顺序和布置，以及每层之间是否要添加隔离层或适当缓冲材料，以提高复合材料的性能。
4.压制
经过堆叠后，将复合材料放入压力机中进行压制，根据不同的需要，可以采用热压、冷压等不同的压制方法。
压制后的复合材料具有更高的密度和强度。
5.烧结
若需要提高陶瓷基复合材料的硬度和耐磨性，可以在压制之后进行烧结处理。
烧结温度和时间的选择需要根据具体情况进行调整。
6.后续处理
经过烧结处理后，可以进行后续的加工和处理。
如钻孔、切割、打磨等，以便制作出符合要求的复合材料产品。
陶瓷基复合材料的制备方法
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。
第十四章--陶瓷基复合材料PPT课件
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性能特点： 优异的高温强度，可保持到1600℃； 热传导能力高，仅次于氧化铍陶瓷； 抗磨损性高、摩擦系数低，良好的耐腐蚀
性，低热膨胀系数，适宜的力学性能。 缺点：断裂韧性较低且在任何温度下都很
脆。
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14.3 增强体
1.纤维 2.晶须 3.颗粒
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主要性能： 硬度很高，2000MPa，仅次于金刚石、氮化 硼、碳化硅 耐磨性好 耐腐蚀性强：由于铝氧之间键合力很大，氧化 铝又具有酸碱两重性。 电绝缘性好 抗热震性能差，不能承受环境温度的突然变化
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2、氧化锆陶瓷
以氧化锆(ZrO2)为主要成分的陶瓷称为氧 化锆陶瓷。
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碳纤维
1、碳纤维是指纤维中含碳量95%左右的碳纤维和含 碳量99%左右的石墨纤维。制造陶瓷基复合材料最 常用的纤维之一。
2、原料:
人造丝（粘胶纤维） 聚丙烯腈PAN(主要原料) 沥青
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3、制造
热牵伸法
预氧化
碳化
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石墨化
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碳化
石墨化
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4、性能特点
• 强度和模量高、密度小，和碳素材料一样具有很 好的耐酸性。
➢ 耐磨性，轴承、密封件和替代人骨(如髋关节)等 ➢ 低热传导性，汽车发动机中作活塞顶、缸盖底板
和汽缸内衬。 ➢ 氧化锆增韧氧化物陶瓷基体，制成韧性较基体材
料高的复合材料。 ➢ 氧化锆的韧性在所有陶瓷中是最高的。
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二、氮化物陶瓷
陶瓷基复合材料的制备方法与工艺
陶瓷基复合材料的制备方法与工艺随着科学技术的不断发展，陶瓷基复合材料在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
陶瓷基复合材料具有优良的耐磨性、高温稳定性和化学稳定性，因此在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域有着重要的地位。
本文将介绍陶瓷基复合材料的制备方法与工艺。
一、陶瓷基复合材料的制备方法1. 热压法：热压法是一种常用的陶瓷基复合材料制备方法。
首先将陶瓷粉末与增强相（如碳纤维、玻璃纤维等）混合均匀，然后将混合物放入模具中，经过一定的温度和压力条件下进行热压，使得陶瓷粉末和增强相充分结合，最终得到陶瓷基复合材料制品。
2. 溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是一种制备陶瓷基复合材料的新型方法。
首先将陶瓷前驱体（如硅酸酯、铝酸盐等）与增强相混合，在一定的条件下形成溶胶，然后通过凝胶化过程使得溶胶形成凝胶，最终通过热处理制备出陶瓷基复合材料。
3. 拉伸成型法：拉伸成型法是一种制备纤维增强陶瓷基复合材料的方法。
首先将陶瓷粉末与增强相混合，然后通过拉伸成型设备将混合物进行拉伸成型，最终得到纤维增强的陶瓷基复合材料。
二、陶瓷基复合材料的制备工艺1. 原料选择：在制备陶瓷基复合材料时，需要选择优质的陶瓷粉末和增强相。
陶瓷粉末的选择应考虑其颗粒大小、形状和化学成分，而增强相的选择应考虑其强度、刚度和耐热性能。
2. 混合均匀：在制备过程中，陶瓷粉末和增强相需要进行混合均匀，以确保最终制品的性能稳定。
3. 成型工艺：根据不同的制备方法，成型工艺也有所不同。
在热压法中，需要选择合适的温度和压力条件；在溶胶-凝胶法中，需要控制好溶胶和凝胶的形成过程；在拉伸成型法中，需要控制好拉伸成型设备的参数。
4. 烧结工艺：烧结是制备陶瓷基复合材料的重要工艺环节，通过烧结可以使得材料颗粒之间结合更加紧密，提高材料的密度和强度。
5. 表面处理：在制备陶瓷基复合材料的最后一道工艺中，可以对制品进行表面处理，如抛光、涂层等，以提高制品的表面质量和外观。
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。
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第十四章陶瓷基复合材料加工工艺第一节增强体的制备陶瓷基复合材料的增强体（强韧化组元），主要有陶瓷纤维、陶瓷晶须与片状晶体、硬质陶瓷颗粒和可相变的氧化锆等。
一、增强纤维可以用作陶瓷复合材料增强体的纤维，有金属纤维、陶瓷纤维和碳纤维。
1．金属纤维Ta、Mo、W、Ni、Nb等高熔点纤维及不锈钢纤维，原则上都可以用作陶瓷基体的增强体。
金属纤维一般由拉丝制成，直径在10～600μm的范围内，有比较大的选择范围。
其特点是密度大、热膨胀系数大、容易氧化，可能对复合材料制作工艺和性能不利，而其延展性大和导电率高的特点，在某些情况下是有益的。
2．陶瓷纤维陶瓷纤维包括含有金属芯的陶瓷纤维和全陶瓷的纤维。
在W金属丝或碳素丝上，用化学沉降的方法可以形成连续的陶瓷纤维。
芯的直径大约在30—50μm，沉降后的纤维直径大约在100～200μm。
陶瓷层组分可以是SiC或Si3N4。
近年来，用有机硅前驱体分解的方法，可以拉制出许多种陶瓷纤维。
其方法是将硅基有机物前驱体，在熔融状态下拉制出直径在数十微米的纤维，然后进行聚合以及高温分解，形成陶瓷纤维。
这种纤维有碳化硅纤维、氮化硅纤维、碳化钛纤维、氧化铝纤维等。
其中，比较有名的是日本宇部兴产株式会社生产的以Nicalon和Tynano命名的碳化硅纤维。
它们都是用聚碳硅烷纺丝而成。
在组成上是碳化硅微晶和SiO2、C的集合物。
在高于1400℃的高温下，其中的SiC微细晶粒会发生再结晶而长大，C会与O发生反应，生成CO气体而逸出。
非晶态的SiO2也会结晶化而生成石英微细晶粒。
这些现象都使现存的碳化硅陶瓷纤维只能在1400℃以下温度下使用。
Tynano 型SiC纤维，是含有一定Ti元素的纤维，耐热温度据称比Nicalon高近50℃。
Al2O3纤维在高温下容易发生晶粒长大而难用于高温。
3．碳纤维碳纤维的用量正在不断增加，尤其是在高分子基复合材料中的用量增长很快。
碳纤维分为有机高分子系（PAN系：聚丙烯腈系）和沥青系两大类。
有机高分子系较易实现高强度化和高韧性化，最高强度可达7GPa，延伸率可达2.0％以上。
另一方面，沥青系碳纤维富有高弹性，可达800GPa以上，接近于碳纤维的理论弹性模量（1000GPa）。
碳纤维用作陶瓷基复合材料增强体的最大缺点是其抗氧化性能差。
碳纤维大约在450℃开始氧化，在550—650℃的范围内发生急剧氧化。
因此，为了保护纤维，要求固结加工温度尽可能地低，或者要求对纤维采取保护措施。
二、晶须晶须是指直径在0.1～2μm、长径比L/D在10以上的单晶体短纤维。
由于材料的强度与其内部存在的缺陷数大小和多少有关。
单晶体越小，缺陷就越少，强度就越高。
一般的材料，其强度只有理论强度的百分之一甚至千分之一，就是因为内部存在各种缺陷。
而人们相信，晶须由于缺陷少，其强度可能接近材料的理论强度。
从理论上讲，各种材料都可能生长成晶须状，但是金属晶须和高分子晶须的研究和使用报导还比较少，研究得比较多和接近实用化的晶须主要是陶瓷晶须，包括氧化物晶须、碳化物晶须、乃至金刚石晶须等。
陶瓷晶须的合成方法主要有金属与非金属元素的直接反应化合法、高温熔融体结晶法、高压液相生长法、气相沉积法等。
晶须的性能与直径有密切关系，一般随直径的增加（或断面积的增加），强度迅速下降。
部分晶须的性能数值列于表14-l。
1．SiC晶须碳化硅与氮化硅都是高强度陶瓷材料的代表。
碳化硅晶须是目前研究最多而且实用性最好的一种晶须。
碳化硅有α型和β型两种晶型，其区别在于原子的排列方式稍有不同。
β型为立方（Cubic）密堆结构，又叫做3C—SiC；α型为六方晶系结构，并根据重复的层数不同分为2H 型、4H型和6H等。
实际上，现在已经发现有近百种这样的“多型性（polytypes）结构”。
但常见的是2H—SiC、3C—SiC、4H—SiC、6H—SiC、15R—SiC（菱方晶系）等数种，而生长成晶须形状的碳化硅，多数是3C—SiC，部分属于2H型。
碳化硅晶须一般沿着立方晶体的＜lll ＞方向或者六方晶体的＜000l＞等能量大的方向生长。
所以，β—SiC容易生长成圆形断面，而α—SiC则容易生长成有棱角的断面。
SiC晶须的生长，有氧化硅碳热还原法、升华法、热分解法和气相反应法。
氧化硅碳热还原法，是将氧化硅在高温下与碳发生还原反应而生成碳化硅晶须。
升华法是将现有的碳化硅在2200℃的高温下蒸发升华并搬运到温度较低的地方沉积生长，形成碳化硅晶须。
热分解法是利用聚碳硅烷等含硅有机物（CH3SiCl3），在1500℃高温还原气氛下热解形成晶须。
另一种是将氮化硅在1800℃的氩气或者氮气中缓慢分解，所形成的物质与碳反应生成碳化硅晶须，这种高温方法合成的一般是α相多型。
在更高温度下，使用Si3N4为原料，可以制得纯α相2H型SiC晶须。
即将Si3N4等硅质原料，制作成圆柱状块体，在石墨坩埚中加热到1800℃以上，可以在块体的周围生长出灰黑色的针状晶须，其结晶相为α相2H型。
晶须的断面为菱方形甚至接近四方形，表面有生长螺纹，尖端有完整的四方或菱形锥面，如图14-1所示。
2．NbC晶须高熔点金属（如Ti、Ta、Nb、Zr等）的碳化物，不仅耐高温性能好、而且硬度大，导电性能好，被认为是功能复合材料的候选增强体，越来越得到重视。
用氧化铌（Nb2O5）和活性炭作原料，添加少量NaCl和蔗糖，在1150～1300℃的氮气和氩气条件下，可以合成NbC晶须。
碳化铌晶须的生长方向为＜111＞，但是，其发育的柱面随着饱和蒸气压的大小，可以是（110）和（100）。
而且形成完整的生长锥面（四方锥）。
有趣的是，如果在生长后期引入极少量的Si杂质，则Si杂质容易聚集在（110）柱面，并在这里再次成核，形成杈枝（图14-2）。
最后，杈枝可以进一步发育成羽毛状，并且羽毛状侧枝严格沿着结晶学方向发育，从晶须的顶端俯视时可看成完全相互垂直的十字型侧枝。
因为高熔点金属的碳氮化物，除具有高强度高硬度之外，其导电性也基本不随着温度而变化，而只与成分和掺杂有关，由此，可以通过成分的调整来调节其电学性能，而不用担心其高温下的变化。
其电学性能也基本可由其化学配比的组分来计算和预测，而其组分的比例，不仅可以可以用显微分析和化学分析的方法获得，还可以用粉末X衍射的方法而计算获得。
3．磷酸钙晶须Ca—P—O材料，是重要的天然材料，也是重要的生物材料，其代表性晶体是羟基磷灰石（hydroxyapatite，HAP）。
由于羟基磷灰石的成分与生物骨骼的成分相近，人们期望未来用更多的经基磷灰石来制造生物医用植入材料，以减少生物体的排斥反应。
为了解决现存HAP的强度问题，人们期望制得添加一部分纤维状或者晶须的HAP，故对磷灰石型晶须的期望比较大。
羟基磷灰石晶须，一般是用高压水热反应获得，但也可用高温熔融结晶化获得无水的磷酸盐晶须。
磷酸盐与硅酸盐一样，容易在高温下形成玻璃态。
当磷酸盐玻璃结晶化时，适当控制结晶温度梯度和结晶反应时间，可以获得纤维状的磷灰石。
以CaO：P2O5＝1：3的磷酸盐混合粉末，在1300℃形成玻璃后，再在700℃温度下结晶化形成晶须。
其组分为Ca：P＝l～2：3。
将结晶化玻璃在稀盐酸中长时间浸泡后，玻璃被溶解掉，分离出的晶须呈现鳞片状、稻草状或芦苇状。
如果控制结晶条件，还可以获得规则的片状晶体。
三、陶瓷片状晶体与硬质颗粒片状陶瓷晶体，又称晶片，主要有SiC晶片和Al2O3晶片。
其合成方法基本与晶须相同，只是反应气体的浓度要控制得大一些。
基本上各种陶瓷颗粒都可以用作增韧增强的颗粒，而最常用的有碳化硅、氧化铝、氮化硼等。
其制造方法基本上与陶瓷粉体的制造方法相同，在这里不再详细论述。
第二节颗粒弥散陶瓷基复合材料复合材料的增强增韧体，在颗粒增强复合材料中一般又称为第二相，或者弥散相。
可用于陶瓷复合材料增强体的弥散颗粒相主要有SiC、Al2O3、TiC、TiN、BN等硬质陶瓷相，t-ZrO2可相变相以及Fe、Co、Ni等金属及其合金等延性相。
基体材料主要有Al2O3、ZrO2、Si3N4、SiC等各种陶瓷材料。
一、硬质颗粒弥散强化陶瓷基复合材料SiC、TiB2、TiC、BN等硬质颗粒弥散强化的陶瓷复合材料的制造方法，一般与典型的陶瓷单体材料的制造方法相同，例如需要粉料处理、混合、成形、烧结以及后续热处理等。
工艺上特别需要注意之处，一是如何使密度不同的物相能够均匀混合在一起；二是要考虑添加的物相可能形成的热失配（过大的热膨胀系数差）。
造粒和快速干燥技术常被用于不同密度的粉料的混合过程，以防止因颗粒质量不同而在干燥过程中分层和聚集。
如果加入的第二相的热膨胀系数与基体颗粒有比较大的差异，则当陶瓷复合材料从高温冷却时，会在材料内部形成比较大的热应力。
例如，当直径为2μm的SiC颗粒（α＝3.7×10-6℃-1）混合到氧化铝陶瓷（α＝7.3×10-6℃-1）中时，其颗粒在氧化铝基体中会受到200MPa以上的径向压应力，而氧化铝基体会受到相同大小的拉应力作用。
如果第二相的颗粒尺寸更大，则拉应力可能导致在基体中形成微裂纹甚至大的有害缺陷。
表14-2列出了部分陶瓷材料的热膨胀系数值。
在颗粒弥散陶瓷基复合中，研究得比较多的是TiC （或TiN ）或SiC 颗粒弥散强化氧化铝及氮化硅基体的陶瓷复合材料，TiC/Al 2O 3、SiC/Al 2O 3、SiC/Si 3N 4等。
TiC/Al 2O 3、TiC/Si 3N 4是为了增加陶瓷的硬度和耐磨性而添加TiC 颗粒。
研究表明， TiC 的加入，不仅可以使氮化硅的硬度从HRA90提高到93，还可以使强度和韧性提高30％～50％。
颗粒越大，增韧越明显。
增韧效果主要来自于裂纹偏转、热失配造成的微裂纹应力分散等。
此外，由于添加的第二相导电性比较高，例如添加ω（TiC ）＝40％的氧化铝陶瓷材料，可以从绝缘体变为电导体，其电阻率能达到10Ω·cm ，从而可以用放电加工的方法将这种高硬度的材料切割成所需的形状。
由于碳化钛具有良好的微波吸收性，添加TiC 颗粒的氮化硅陶瓷材料，在微波下具有自行愈合内部细小裂纹和恢复疲劳强度的功能，而被视作“自愈合”智能陶瓷材料。
导电性TiC 颗粒附近的微细裂纹，在受到压应力时的极微量的闭合效应所产生的电阻变化，足以用于陶瓷材料的内部应力检测和预警，而成为“自诊断”的智能陶瓷材料。
二、相变增韧陶瓷材料在颗粒弥散强化陶瓷材料中，ZrO 2颗粒的相变增韧占有重要地位。
其原理是利用氧化锆在压力下的不可逆相变所消耗的能量达到增韧补强的效果。
纯ZrO 2材料从高温液相冷却到室温的过程中，发生如下相变：液相（L ）→立方相（C ）−−→←℃2370四方相（t ）−−→←℃1027单斜相（m ） 其中t →m 转变时，产生大约5％的体积膨胀。