陶瓷基复合材料综述
陶瓷基复合材料综述
不同金属、陶瓷基体和陶瓷基复合材料的断裂韧性比较
整体陶瓷
颗粒增韧
相变增韧
材
料
AlB2BO B3B
SiC
AlB2BOB 3B/Ti C
SiB3BNB4B /TiC
ZrOB2B/ MgO
ZrOB2B/Y B2BOB3
B
ZrOB2B/ AlB2B O3B
断裂韧性
MPa/mP1/2 2.7~4.2
P
4.5~ 6.0
烧结
(温度， 时间)
后处理
(二次 加工)
成品
2.1 传统普通工艺
2.1.1 粉末冶金工艺 (冷压与烧结工艺)
粉末制备
表 3-1 颗粒形状和粉末生产方式
粉体: 粉体是介于致密体与 胶体之间的颗粒集合物，其 颗粒当量直径在 0.1 微米和 1 毫米之间。
颗粒形状
球状 液滴状 板片状 碟状 角状 树枝状 多孔海绵状 不规则形状
很明显，传统的单一材料无法满足以上综合要 求，当前作为单一的金属、陶瓷、聚合物等材料虽 然仍在不断日新月异地发展，但是以上这些材料由 于其各自固有的局限性而不能满足现代科学技术发 展的需要。
复合材料的发展历史
6000年前人类就已经会用稻草加粘土作为建筑复 合材料。
水泥复合材料已广泛地应用于高楼大厦和河堤大坝 等的建筑，发挥着极为重要的作用；20世纪40年代，美 国用碎布酚醛树脂制备枪托、代替木材，发展成为玻璃 纤维增强塑料（玻璃钢）这种种广泛应用的较现代化复 合材料。
气相法多用于制备超细、高纯的非氧化物陶瓷材料。
2.1 传统普通工艺
2.1.1 粉末冶金工艺 (冷压与烧结工艺) 压制工艺 单向或双向的模压 等静压制、振动压制、粉末轧制及粉浆浇注
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。
陶瓷基复合材料综述报告
陶瓷基复合材料综述报告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，具有优异的耐高温性能，主要用作高温及耐磨制品。
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。
迄今，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。
有些发达国家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，取得了不错的使用效果[1]。
一、陶瓷基复合材料增强体用于复合材料的增强体品种很多，根据复合材料的性能要求，主要分为以下几种[2-4] :1.1纤维类增强体纤维类增强体有连续长纤维和短纤维。
连续长纤维的连续长度均超过数百。
纤维性能有方向性，一般沿轴向均有很高的强度和弹性模量。
1.2颗粒类增强体颗粒类增强体主要是一些具有高强度、高模量。
耐热、耐磨。
耐高温的陶瓷等无机非金属颗粒，主要有碳化硅、氧化铝、碳化钛、石墨。
细金刚石、高岭土、滑石、碳酸钙等。
主要还有一些金属和聚合物颗粒类增强体，后者主要有热塑性树脂粉末1.3晶须类增强体晶须是在人工条件下制造出的细小单晶，一般呈棒状，其直径为0.2~1微米，长度为几十微米，由于其具有细小组织结构，缺陷少，具有很高的强度和模量。
1.4金属丝用于复合材料的高强福、高模量金属丝增强物主要有铍丝、钢丝、不锈钢丝和钨丝等，金属丝一般用于金属基复合材料和水泥基复合材料的增强，但前者比较多见。
1.5片状物增强体用于复合材料的片状增强物主要是陶瓷薄片。
将陶瓷薄片叠压起来形成的陶瓷复合材料具有很高的韧性。
二、陶瓷基的界面及强韧化理论陶瓷基复合材料(CMC)具有高强度、高硬度、高弹性模量、热化学稳定性等优异性能，被认为是推重比10以上航空发动机的理想耐高温结构材料。
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
陶瓷基复合材料综述引言：陶瓷基复合材料是近二十年来发展起来的新型材料，由于该类材料具有良好的高温性能。
因此它作为耐高温结构材料在航空航天工业和能源工业等领域的应用具有巨大的潜力。
如航空发动机的推重比为10时，涡轮前进口温度达1650C, 在这样高的温度下，传统的高温合金材料已经无法满足要求【11,因此国内外的材料研究者纷纷把研究的重点转向陶瓷基复合材料。
研究者通过大量的实验发现，陶瓷基复合材料不仅具有良好的高温稳定性和高温抗氧化能力，而且材料在断裂过程中通过裂纹偏转、纤维断裂和纤维拔出等机理吸收能量，既有效的增强了材料的强度和韧性，又保持了基体材料低膨胀、低密度的特点。
摘要：概述了陶瓷基复合材料的基本概念，介绍了陶瓷基复合材料的性能、分类及其应用，以及各类陶瓷基复合材料的优点、缺点。
重点介绍了陶瓷基复合材料的增韧机理、制备工艺（包括粉末冶金法、浆体法、反应烧结法、液态浸渍法、直接氧化法等）。
最后对陶瓷复合基材料的发展前景及发展方向做了展望。
1、陶瓷基复合材料概述陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷。
普通陶瓷就是我们日常用的陶瓷、建筑陶瓷、化学陶瓷、电瓷及其他工业用瓷。
虽然陶瓷外表美观，耐腐蚀，但是它塑性差，易碎，是其致命缺点。
而另一种陶瓷：特种陶瓷则刚好解决了这个缺点，让陶瓷的发展有了无限的空间。
特种陶瓷包括功能陶瓷和结构陶瓷。
是一种复合材料。
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。
2、陶瓷基基复合材料的基体与增强体(2) 增强体：陶瓷基复合材料中的增强体，通常也称为增韧体。
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。
复合材料 (2)综述
陶瓷基复合材料摘要: 材料是科学技术发展的基础，材料的发展可以推动科学技术的发展，材料主要有金属材料、聚合物材料、无机非金属材料和复合材料四大类. 复合材料是不同的材料结合在一起、形成一种结构较为复杂的材料。
近年来，通过往陶瓷中加入或生成成颗粒、晶须、纤维等增强材料，使陶瓷的韧性大大地改善，而且强度及模量也有一定的提高。
陶瓷复合基材料就是以陶瓷材料为基体，并以陶瓷、碳纤维、难熔金属纤维、晶须、晶片和颗粒等为增强体，通过适当的复合工艺所构成的复合材料。
本文主要综述了陶瓷基复合材料的发展状况,分类,基体,增强体,以及制备工艺等内容。
关键词：陶瓷基复合材料、基体、增强、制备。
1 陶瓷基复合材料的发展概况。
陶瓷材料作为技术革命的新材料早在十几年前就引起了美国的关注。
近年来由于日本、美国、欧洲的竞相研究陶瓷材料技术得到迅速发展。
作为能适应各种环境的新型结构材料陶瓷材料已步入了实用化阶段。
为使陶瓷在更大范围内达到实用化国内外都对能改善陶瓷韧性陶瓷基复合材料进行了广泛研究。
陶瓷基复合材料(CMC)由于具有高强度、高硬度、高弹性模量、热化学稳定性等优异性能，是制造推重比10 以上航空发动机的理想耐高温结构材料。
一方面，它克服了单一陶瓷材料脆性断裂的缺点，提高了材料的断裂韧性；另一方面，它保持了陶瓷基体耐高温、低膨胀、低密度、热稳定性好的优点。
陶瓷基复合材料的最高使用温度可达1650℃，而密度只有高温合金的70％。
因此，近几十年来，陶瓷基复合材料的研究有了较快发展。
目前CMC 正在航空发动机的高温段的少数零件上作评定性试用。
2 陶瓷基复合材料的分类按增强材料形态分类，陶瓷基复合材料可分为颗粒增强陶瓷复合材料、纤维增强陶瓷复合材料、片材增强陶瓷复合材料。
按基体材料分类，陶瓷基复合材料可分为氧化物基陶瓷复合材料、非氧化物基陶瓷复合材料、碳/碳复合材料、微晶玻璃基复合材料。
3 瓷基体的种类陶瓷基体材料主要以结晶和非结晶两种形态的化合物存在，按照组成化合物的元素不同，又可以分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等。
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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浅论陶瓷复合材料的研究现状及应用前景董超2009107219金属材料工程摘要本文主要对陶瓷复合材料的研究现状及应用前景进行了研究，并对当今陶瓷复合材料发展面临的问题进行了概括，希望对陶瓷复合材料的进一步发展起到一定的作用。
本文首先对Al2O3陶瓷复合材料和玻璃陶瓷复合材料的研究进展及发展前景进行了详细的研究。
然后对整个陶瓷复合材料的发展趋势及存在的问题进行了分析，得出了在新的时期陶瓷复合材料主要向功能、多功能、机敏、智能复合材料、纳米复合材料、仿生复合材料方向发展；目前复合材料面临的主要问题是基础理论研究问题和新的设计和制备方法问题。
关键词：Al2O3陶瓷复合材料玻璃陶瓷复合材料研究现状应用前景1. 前言以粉体为原料，通过成型和烧结等所制得的无机非金属材料制品统称为陶瓷。
陶瓷的种类繁多，根据陶瓷的化学组成、性能特点、用途等不同，可将陶瓷分为普通陶瓷和特殊陶瓷两大类。
而在许多重要的应用及研究领域，特殊陶瓷是主要研究对象。
陶瓷复合材料是特殊陶瓷的一种。
在高技术领域内，对结构材料要求具有轻质高强、耐高温、抗氧化、耐腐蚀和高韧性的特点。
陶瓷具有优良的综合机械性能，耐磨性好、硬度高、以及耐热性和耐腐蚀性好等特点。
但是它的最大缺点是脆性大。
近年来，通过往陶瓷中加入或生成颗粒、晶须、纤维等增强材料，使陶瓷的韧性大大地改善，而且强度及模量也有一定提高。
因此引起各国科学家的重视。
本文主要介绍了各种陶瓷复合材料的研究现状及其应用前景，并对陶瓷复合材料近年来的发展进行综述。
2.研究现状随着现代科学技术快速发展，新型陶瓷材料的开发与生产发展异常迅速，新理论、新工艺、新技术和新装备不断出现，形成了新兴的先进无机材料领域和新兴产业。
科学技术的发展对材料的要求日益苛刻，先进复合材料已成为现代科学技术发展的关键，它的发展水平是衡量一个国家科学技术水平的一个重要指标，因此世界各国都高度重视其研究和发展。
复合材料的可设计性大，能满足某些对材料的特殊要求，特别是在航空航天技术领域的应用得到迅速发展。
陶瓷复合材料的研究，根本目的在于提高陶瓷材料的韧性，提高其可靠性，发挥陶瓷材料的优势，扩大应用领域。
本文就几类典型的陶瓷复合材料介绍其研究现状。
2.1Al2O3陶瓷复合材料的研究进展及发展前景Al2O3陶瓷作为常见陶瓷材料，既具有普通陶瓷耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高硬度等特点，又具备优良的抗氧化性、化学稳定性、低密度等特性，且来源广泛，价格便宜。
因此，在航空航天、国防军工、机械、电子、医疗、化工等领域得到了广泛应用。
但纯Al2O3陶瓷材料的韧性很差，这又制约了其优良性能的发挥和实际应用。
金属材料具有良好的韧性、导热、导电等特性，但密度大，硬度低，耐蚀及耐磨性相对较差。
因此改善Al2O3陶瓷材料脆性即增韧技术的研究，以及利用Al2O3陶瓷耐蚀、高硬、耐磨等特性，以其作为增强体的金属基复合材料的研究与制备，成为当今开发Al2O3陶瓷材料的两大主题。
2.1.1Al2O3陶瓷增韧技术纯Al2O3陶瓷材料的韧性很差，这制约了其优良性能的发挥和实际应用。
因此改善Al2O3陶瓷材料脆性即增韧技术的研究成为当今开发Al2O3陶瓷材料的主题之一。
Al2O3陶瓷材料的增韧技术主要有纳米颗粒增韧、纤维或晶须增韧、自增韧、ZrO2相变增韧等，下面分别介绍其研究状况。
纳米颗粒增韧纳米颗粒增韧是近年来Al2O3陶瓷最常见的增韧方式之一。
与传统的微米级颗粒相比，纳米颗粒具有比表面积大、表面能高等优点，有助于降低烧结温度及加速致密化过程。
延性金属单质或金属间化合物颗粒作为增韧相，不仅可细化Al2O3晶粒，改善烧结性能，还能以多种方式阻碍裂纹的扩展，如金属粒子的拔出、塑性变形以及裂纹桥接、偏转、钉扎等、使得复合材料的抗弯强度和断裂韧性都得以提高。
纳米硬质化合物颗粒作为增韧相可存在于Al2O3晶间和晶内，其增韧机理主要有细化基体晶粒（晶间型），残余应力及裂纹偏转导致的穿晶断裂（晶内型）钉扎裂纹及位错、微裂纹增韧不同纳米增韧颗粒由于增韧机制不同，所得材料力学性能差别较大，但金属或硬质化合物颗粒均不能达到使Al2O3陶瓷强度和韧性同时大幅提升的理想效果。
纤维或晶须增韧纤维（晶须）的增韧机制主要是纤维（晶须）的拔出与桥接作用，以及阻碍裂纹扩展并使其转向等。
纤维（晶须）增韧效果取决于其与Al2O3陶瓷的结合强度、排列方式、纤维的含量、纤维的长径比等。
如果纤维（晶须）线膨胀系数稍大于Al2O3 基体，烧结冷却后基体内的残余压应力阻止裂纹的扩展，提高增韧效果。
尽管纤维（晶须）的增韧效果明显，且现在已制备了内径可控的纤维状Al2O3基复合材料，但目前困扰纤维（晶须）增韧Al2O3陶瓷的最大困难在于其生产成本及分散工艺。
长纤维制备工艺成本高，具有环境污染性，且在基体中难以均匀分布。
短晶须制备相对简单，易分布均匀，但排列方向不易控制。
Al2O3陶瓷内自生成类晶须状晶粒的原位增韧改变了这一状况，现在已经有科学家利用原位生长获得高强复合Al2O3陶瓷材料，且成本低廉且无污染。
自增韧自增韧是通过引入添加剂或晶种来诱导Al2O3晶粒异向生长成为板状、棒状等形貌，从而产生类晶须或短纤维的增韧效果，其增韧机制主要为晶粒拔出、裂纹桥接、裂纹偏转等。
烧结过程中，引入的添加剂在Al2O3晶界处形成液相，诱导晶粒异向生长。
其原因有二：其一，具有不同晶面能的晶面与液相的润湿性存在差异，使得Al2O3晶粒生长方向不同；其二，晶界处液相可能不连续造成液相传输的不同，使各晶面的生长速度不同。
从已有研究来看，较成功的是以球磨方式引入磨屑晶种，诱导Al2O3晶粒生长成为长柱状，所得材料的最佳断裂韧性到达。
ZrO2相变增韧ZrO2从t相(正方相)向m相(单斜相)转变时会产生约5%的体积膨胀，以其作为Al2O3陶瓷的增韧相，将在基体内产生微裂纹和残余应力等，并产生韧化效果。
其增韧机理主要有：裂纹尖端应力场诱发相变产生的体积膨胀和断裂表面吸收能量，ZrO2相变产生的残余压应力阻碍裂纹扩展并使其转向和分叉，相变诱发显微裂纹，细化晶粒等。
但纯ZrO2从t到m相变是在较高温度下发生的，为使该过程在室温进行即达到室温增韧效果，一般选择添加稳定剂使t相区扩大至室温。
从已有的研究来看,Y2O3是常用稳定剂，Y2O3添加量不同，室温组织不同。
有科学家利用微波加热制备了ZrO2增韧莫来石的连接方法，实现了具有一定长度陶瓷构件之间低成本、较高效的连接技术，也提供了一种ZrO2增韧Al2O3陶瓷的新用途。
2.1.2Al2O3陶瓷增强金属基复合材料金属材料具有良好的韧性、导热、导电等特性，但密度大，硬度低，耐蚀及耐磨性相对较差。
利用Al2O3陶瓷耐蚀、高硬、耐磨等特性，以其作为增强体的金属基复合材料的研究与制备也是现在的研究热点。
耐蚀Al2O3金属复合材料Al2O3陶瓷具有较好的化学稳定性、耐蚀性及抗氧化性，因此，在金属表面覆盖Al2O3陶瓷防护层，可将金属与腐蚀环境隔离，从而改善金属材料腐蚀损耗的状况。
高强网络Al2O3陶瓷金属复合材料三维网络Al2O3陶瓷金属基复合材料，陶瓷增强体与金属基体在空间呈交织网络结构并形成互锁效应，克服了层状或纤维增强材料的轴向（与片层、纤维方向平行）性能远低于横向（与片层、纤维方向垂直）的缺点，具有耐高温、高强度、抗冲击等特性，可用于航空、机械、军事防弹等领域。
随着人们对材料力学性能要求的不断升温，传统的多孔陶瓷骨架已不能满足需求，高强网络陶瓷骨架结构的研究成为热点。
耐磨Al2O3陶瓷金属复合材料镁、铝合金是常用中、低温结构材料, 但两者耐磨性较差，Al2O3陶瓷增强是改善两者耐磨性的常用方法，Al2O3陶瓷颗粒增强铝合金和短纤维增强镁合金均取得不错成效。
但镁、铝合金熔点较低，不宜用于高温耐磨材料。
钢铁材料价格便宜，熔点高，是较理想的选择。
但Fe与Al2O3陶瓷的湿性较差,导致两者界面结合力较弱，将制约复合材料耐磨性能的发挥。
对Al2O3陶瓷颗粒表面金属化处理是改善两者润湿性的常见方法。
2.1.3 Al2O3陶瓷复合材料发展前景不同的增韧方式，由于增韧机制不同，所达到的增韧效果有所差别，但单一增韧方法均难以达到Al2O3陶瓷韧性和强度同时大幅提高的效果。
尽管复合增韧的增韧机理尚待研究，但通过合理的选材和制备工艺,复合增韧可以克服单一增韧方式的不足，实现不同增韧方式间的互补，并最终获得强度和韧性兼备的理想Al2O3陶瓷基复合材料。
目前制备Al2O3陶瓷基复合材料一般采用热压烧结法或放电等离子烧结法，与传统的无压烧结相比，材料致密度有较大提高，烧结时间也明显缩短。
但其工艺操作较复杂，设备昂贵，以致生产成本也较高。
因此，开发低成本的烧结工艺是陶瓷基复合材料烧结的一个重要研究方向。
Al2O3陶瓷增强金属基复合材料在提高金属耐蚀性方面，尽管Al2O3陶瓷涂层的制备技术已经相当成熟，且防护性良好，但制备成本较高，且一般需要金属过渡层来改善Al2O3陶瓷与金属基体的结合性。
金属表面自生Al2O3防护层技术，金属与Al2O3间无明显界面，无需过渡层和昂贵设备，具有较好的应用价值。
具有三维连续网络结构的Al2O3金属复合材料，由于增强体和金属基体在空间成网络互穿结构，避免了传统颗粒、纤维或层状增强的各向异性，改善了增强体和金属的整体结合性，因而大大提高了材料的强度、韧性、抗冲击性等力学性能。
此外，在承受摩擦磨损时，三维网络Al2O3金属复合材料的硬质Al2O3在磨损表面形成微凸体并起承载作用，结构互锁抑制了金属基体的塑性变形和高温软化，减轻了黏着磨损，故表现出良好的耐磨性。
为进一步提高Al2O3网络陶瓷增强体的承载性，开发新型结构的陶瓷骨架是必经之路。
人们曾根据骨骼、竹的结构设计出纤维或晶须增韧、增强的复合材料，由贝壳的结构设计出层状复合材料。
由此可见，仿生技术在复合材料的设计中的重要性。
此外，日益精密的计算机模拟仿真技术，可及时发现并修正设计的不足，减少了设计的盲目性。
以此推断，仿生设计和计算机模拟仿真技术将是未来新型网络Al2O3陶瓷骨架设计和研发的重要手段。
2.2玻璃陶瓷复合材料的研究进展及发展前景玻璃陶瓷是一种强度高、化学稳定性好、硬度高和电绝缘性好的新型无机材料。
玻璃陶瓷的结构和性能与陶瓷、玻璃均不同，是一类特殊的材料。
由于它的内部结晶构造比许多陶瓷材料中的晶体要细得多，且更加均匀致密，几乎没有残留气孔，其性能也比相同材质的陶瓷要好得多，因而被作为结构材料、光学材料、电学材料、建筑材料、生物材料等广泛应用于国防尖端技术、工业、建筑及生物医药等各个领域，已成为新材料和新技术研究的热点之一。
与传统陶瓷材料相似，玻璃陶瓷的韧性普遍较低，断裂往往是突发的，且其强度还难以与氧化铝、碳化硅等工程陶瓷材料媲美。