高温结构陶瓷的研究与应用
高温陶瓷复合材料的组织与力学性能分析
高温陶瓷复合材料的组织与力学性能分析引言：高温陶瓷复合材料是一类应用极广的材料，其独特的组织和力学性能使其在航空航天、能源、化工等领域得到广泛应用。
本文将深入探讨高温陶瓷复合材料的组织结构和力学性能，并对其在实际应用中的潜力进行分析。
一、高温陶瓷复合材料的组织结构高温陶瓷复合材料通常由陶瓷基体和纤维增强相组成。
陶瓷基体具有优异的耐高温性能和化学稳定性，常见的有SiC、Si3N4等。
而纤维增强相可以是碳纤维、SiC纤维等，其作用是增加复合材料的强度和韧性。
在高温陶瓷复合材料中，陶瓷基体和纤维增强相之间通过界面结合形成复合结构。
界面结合的好坏直接影响着复合材料的力学性能。
良好的界面结合可提高复合材料的强度和韧性，同时降低其热膨胀系数。
二、高温陶瓷复合材料的力学性能高温陶瓷复合材料具有优异的力学性能，使其成为一种理想的高温结构材料。
其主要力学性能包括强度、韧性和断裂韧性。
首先，高温陶瓷复合材料的强度较高，这是由于纤维增强相的作用。
纤维增强相通过阻止裂纹的扩展，实现了力的传递和分散，从而提高了材料的抗拉、抗压和抗弯强度。
其次，高温陶瓷复合材料的韧性较好。
这是由于纤维增强相的拉伸和陶瓷基体的压缩共同作用的结果。
纤维增强相具有较好的拉伸强度和延伸性，而陶瓷基体则具有较高的压缩强度。
两者相互配合，使复合材料具有良好的韧性。
最后，高温陶瓷复合材料的断裂韧性较高。
这是由于陶瓷基体的断裂特性使其在受到外力时能够吸收和消耗裂纹能量，从而延缓裂纹的扩展和材料的破坏。
三、高温陶瓷复合材料的应用潜力高温陶瓷复合材料的优异性能使其在航空航天、能源和化工等领域得到广泛应用。
首先，在航空航天领域，高温陶瓷复合材料被广泛应用于燃气涡轮发动机、燃烧室和导向叶片等高温部件中。
其优异的耐热性和力学性能使得发动机能够在高温和高压的工作环境下保持稳定运行。
其次，在能源领域，高温陶瓷复合材料被用作核反应堆燃料元件、热交换器和储能器等高温部件。
高温透波陶瓷材料研究进展
高温透波陶瓷材料研究进展高温透波陶瓷材料是一种具有优异高温性能和透波性能的先进材料，其在航空、航天、军事等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在综述高温透波陶瓷材料的研究现状、进展、存在问题以及未来发展方向，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
高温透波陶瓷材料是一种集高温、力学、电磁波透过等多重性能于一体的先进材料。
其具有高熔点、高硬度、低膨胀系数等优良性能，同时具有较好的透波性能，能够透过一定范围的电磁波，在军事、航空、航天等领域具有广泛的应用前景。
近年来，随着技术的不断发展，高温透波陶瓷材料的研究和应用也不断取得新的进展。
高温透波陶瓷材料的研究方法主要包括材料体系的选择、制备工艺的研究、性能表征与测试等。
在材料体系选择方面，需要根据应用场景的不同选择不同的材料体系，以满足各种性能需求。
在制备工艺方面，需要研究材料的制备工艺对其结构和性能的影响，探索最佳制备工艺条件。
在性能表征与测试方面，需要采用现代化的仪器设备对材料的各种性能进行表征和测试，以确保其满足应用需求。
近年来，高温透波陶瓷材料的研究和应用取得了显著的进展。
在材料体系方面，相继开发出了多种高温透波陶瓷材料，如氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、钛酸铝陶瓷等。
在制备工艺方面，研究者们不断探索新的制备方法，如化学气相沉积、激光熔覆、等离子喷涂等，以获得具有优异性能的高温透波陶瓷材料。
在性能表征和测试方面，研究者们采用了多种现代化的测试手段，如X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、光谱分析等，以对高温透波陶瓷材料的结构和性能进行深入研究。
目前，高温透波陶瓷材料已经得到了广泛的应用，如在航空发动机、航天器、军事通讯等领域。
随着技术的不断发展，高温透波陶瓷材料的研究和应用也将不断取得新的进展，为其在更多领域的应用提供更加坚实的基础。
高温透波陶瓷材料作为一种集多种优异性能于一身的先进材料，其研究和应用在多个领域得到了广泛的和重视。
虽然目前高温透波陶瓷材料的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些问题和挑战，如如何进一步提高其高温性能、如何降低其制备成本、如何实现大规模生产等。
超高温环境下新型陶瓷材料研究及应用
超高温环境下新型陶瓷材料研究及应用作者：张良来源：《科学与财富》2018年第12期摘要：当今时代，无论是超音速飞行器的设计还是运载飞船应用领域的研究，对新材料的需求日益增强。
普通材料很难在这种高强度环境下稳定工作，而超高温陶瓷材料出现，使我们不仅看到了他在极端环境中的稳定性，而且其物理性能和化学性能方面所具备的优势也显露出来，因此成为了这一领域最有应用前景的新材料。
本文分析了超高温陶瓷材料的研究现状，对超高温材料的体系、合成以及材料涂层等方面分别作了评述，并发现存在的部分问题，进而表明超高温陶瓷基涂层材料在未来将具有良好的发展和应用前景。
关键词：超高温陶瓷；复合材料；新材料应用引言超高温陶瓷指的是能够在1800℃以上的高温环境中正常工作，并具备优秀的抗氧化性和抗震性的陶瓷基新型复合材料。
在航空航天工作中，飞行器需要完成长时间超音速飞行、火箭高速推进、突破和再入大气层等任务，这就需要超高温陶瓷材料的加入，这种材料一般被应用在飞行器机翼、发动机热端以及机舱头部等关键部位和其他关键的零部件。
超高温陶瓷材料将来会得到越来越广泛的应用和发展，针对这种新材料展开的研究可以帮助我们实现航空航天领域发展的巨大进步。
一、超高温陶瓷材料研究背景近日，随着最后一块反射面的安装完成，位于贵州黔南州的世界最大单口径射电望远镜的主体工程顺利完工，这是我国航空航天事业的巨大进步，标志着我们在探索太空的旅途上更近了一步。
而这只能说是探索宇宙的天眼条件，我们能够发现其他星系和其中存在的深空物质，但是我们更需要能够直接到达宇宙空间的航天器来帮助我们更加直接的从太空带回真实的物质样本，供科研工作者进行分析检测，这能够帮助我们直观的分析宇宙。
就像著名科幻小说家刘慈欣先生说的那样，人类探索宇宙的过程中使用航天器飞行的关键操作是要摆脱地心引力，克服尤其造成的引力井对飞行器运动产生的干扰，人类为了摆脱航天飞行中遇到的引力深井作出了各种各样的努力，为此付出了巨大的代价。
高温结构陶瓷
• 由于SIC陶瓷高温强度大，高温蠕变小，硬 度高、耐磨、耐腐蚀、耐氧化以及热稳定 性好，所以它是1400℃以上良好的高温结 构陶瓷材料，在许多领域都有广泛的应用。 在航天航空上主要用于发动机燃料燃烧构 件方面（涡轮增压器转子、燃气轮机叶片 以及火箭喷嘴）。
美国F-22生产车间
航天轴承
四、我国现状及应用前景
三、在航天航空上的应用
• 材增加运载能力，提 高机动性能，加大飞行距离或射程，减少 燃油或推进剂的消耗。 • 比强度＝σ/ρ • 比刚度＝E/ρ
航天航天材料的要求
• • • • 1、航空航天材料—优良的耐高低温性能 2、航空航天材料—耐老化和耐腐蚀 3、航空航天材料—适应空间环境 4、航空航天材料—寿命和安全 4
end！ The end！
制作人：贺育武
利用氧化锆相变作用增韧氧化物陶瓷在 20世纪70年代末获较大进展，氧化锆增韧 氧化铝，断裂韧性参数由2.9MPa/m2提高 到 15MPa/m2，抗折强度由 350MPa提高 到1200MPa。加有氧化钇的半稳定氧化锆， 断裂韧性参数也高达 9～16MPa/m2。增韧 氧化物陶瓷可用于制造锤子、水果刀、剪刀、 轴和发动机部件等，可以承受一定冲击而不 碎裂。高温氧化物陶瓷可用作高温炉衬，熔 炼稀有金属和纯金属的坩埚，以及磁流体发 电装置的高温电极材料和热机材料。
高温结构陶瓷
一、高温结构陶瓷简介 二、高温结构陶瓷分类 三、SIC陶瓷在航天航空上的应用 四、我国现状及前景
一、简介
在材料中，有一类叫结构材料主要制利用其强 度、硬度韧性等机械性能制成的各种材料。金 属作为结构材料，一直被广泛使用。但是，由 于金属易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合 在高温时使用。高温结构材料的出现，弥补了 金属材料的弱点。这类材料具有能经受高温、 不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密 度小等优点，作为高温结构材料，非常适合。
陶瓷材料的高温热导率研究
陶瓷材料的高温热导率研究近年来，随着高温工艺的广泛应用，对高温热导率的研究日益受到关注。
尤其是在工业生产领域，一些关键设备的热导率对于工艺参数和产品质量至关重要。
而陶瓷材料，作为一类具有优异性能的高温结构材料，其高温热导率问题一直是研究的焦点之一。
首先，我们需要了解陶瓷材料的基本特性。
陶瓷材料是由非金属制备而成，其晶体结构通常以氧化物为主要成分。
由于其结构的非金属性质和晶格的复杂性，导致陶瓷材料的热导率相对较低。
这也是限制陶瓷材料广泛应用于高温工艺的一个重要因素。
因此，提高陶瓷材料的高温热导率成为了研究的重点。
针对提高陶瓷材料热导率的研究，学者们提出了一些有效的方法。
一种常见的方法是通过改变材料组分，合成出具有更高热导率的陶瓷材料。
例如，研究人员发现掺杂一定量的金属元素可以提高陶瓷材料的热导率。
这是因为掺杂金属元素可以改变陶瓷材料结构的电子态，从而提高电子传导和热传导的能力。
此外，学者们还通过改变陶瓷材料的微观结构来提高热导率。
例如，研究人员发现通过控制陶瓷材料的晶粒尺寸和形貌可以增加晶体界面的数量，从而提高热传导的效率。
同时，研究人员还通过调控陶瓷材料的孔隙率和孔隙分布来改变热传导路径。
这些方法的应用可以有效地提高陶瓷材料的高温热导率。
除了改变材料本身的性质，研究人员还探索了其他方法来提高陶瓷材料的高温热导率。
例如，在陶瓷材料中引入纳米颗粒，可以有效地增加界面热阻，从而提高热导率。
此外，研究人员还通过设计复合陶瓷材料，利用两种不同材料的热扩散系数差异，来实现高温热导率的提高。
与此同时，学者们也注意到了温度对陶瓷材料热导率的影响。
一般来说，随着温度的升高，陶瓷材料的热导率会下降。
这是由于高温下，晶格振动增强，电子散射增加等因素导致的。
因此，对于高温工艺中的陶瓷材料，需要更加细致地研究其热导率与温度的关系。
在实际应用中，研究高温热导率的陶瓷材料对于提高工艺效率和产品质量有着重要的意义。
例如，在火电厂中，陶瓷材料的高温热导率对于提高发电效率、降低能耗非常关键。
高温陶瓷材料的结构与热导性能
高温陶瓷材料的结构与热导性能热导性能是衡量材料传热能力的重要指标之一，对于高温陶瓷材料来说尤为重要。
在高温环境中，材料的结构和组成会直接影响其热导性能。
本文将探讨高温陶瓷材料的结构特点以及与热导性能之间的关系。
一、晶体结构对热导性能的影响晶体结构是高温陶瓷材料独特的特征之一，它由一定的晶格结构和周期性排列的原子组成。
晶体结构的稳定性和排列方式影响着热传导的快慢。
一般来说，具有长程有序结构的晶体热传导能力较好，而局部无序的非晶结构则热传导能力较差。
此外，晶体结构中晶胞的尺寸和原子的排列方式也会影响热传导性能。
例如，致密排列的晶体结构中空穴较少，原子间作用力强，因此热传导能力较强。
二、晶体缺陷对热导性能的影响晶体缺陷是陶瓷材料中常见的结构特征，包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
这些缺陷会对材料的传热性能产生显著影响。
例如，点缺陷会导致晶格的畸变和扭曲，从而阻碍热传导的发生。
线缺陷如位错则会形成热传导的障碍，导致热传导性能降低。
此外，晶体结构中的晶界和孪晶界也是影响热导性能的因素。
晶界的存在会导致原子的排列方式改变，从而影响传热的路径和速率。
三、陶瓷材料中掺杂物对热导性能的影响陶瓷材料中常添加一些掺杂物来改变其结构和性能。
这些掺杂物的存在会导致晶格畸变，从而影响传热的发生。
掺杂物也可以提高陶瓷材料的热导性能。
例如，添加适量的金属氧化物或硅酸盐等高导热材料可以增加热传导通道，提高热导性能。
此外，掺杂物还可以改变晶胞尺寸和晶格畸变程度，从而影响热传导的路径和速率。
四、其他因素对热导性能的影响除了晶体结构、晶体缺陷和掺杂物之外，还有一些其他因素也会对高温陶瓷材料的热导性能产生影响。
如晶胞间距、晶体密度、晶粒尺寸等都会影响热传导的路径和速率。
此外，高温陶瓷材料的热导性能还受到温度和压力的影响，随着温度的升高或压力的增加，热传导能力也会发生变化。
总结起来，高温陶瓷材料的热导性能受到其结构特点、晶体缺陷、掺杂物以及其他因素的综合影响。
高温陶瓷材料的生产及应用
高温陶瓷材料的生产及应用1.引言高温陶瓷材料指的是具有高温稳定性、高强度、高硬度、耐腐蚀等特点的陶瓷材料。
高温陶瓷材料具有广泛的应用领域，如航空航天、电子、能源、化工、新材料等领域。
本文将围绕高温陶瓷材料的生产及应用展开讨论。
2.高温陶瓷材料的生产高温陶瓷材料的生产主要分为两个步骤，即材料制备和烧结工艺。
2.1 材料制备材料制备过程主要包括原材料的选择、粉体制备、形成和成型。
原材料的选择要求纯度高、均匀性好、晶体形态稳定，如氧化铝、氧化锆、碳化硅等。
粉体制备分为湿法和干法两种。
湿法包括沉淀法、溶胶凝胶法等，干法包括机械合成法、气相沉积法等。
形成和成型包括注塑成形、压制成形、挤出成形等，主要依据具体情况而定。
2.2 烧结工艺烧结是将制备好的粉体在高温下进行熔合的过程。
烧结可分为单相烧结和复相烧结两类。
单相烧结指的是同种原材料的制备，复相烧结指的是不同原材料的制备。
烧结过程中，加热的方式主要分为辐射加热、电子束加热等。
同时，高温陶瓷材料的烧结过程中还需要控制热处理工艺参数，如热处理温度、时间、气氛等。
3.高温陶瓷材料的应用高温陶瓷材料具有耐腐蚀、高强度、高硬度、高温稳定性等优点，因此在多个领域应用广泛。
3.1 航空航天高温陶瓷材料的高温稳定性和耐磨性使其在航空航天领域得到广泛应用。
比如热光罩、热障涂层等。
同时，高温陶瓷材料的高强度和高硬度也增强了航空航天器的结构强度和稳定性。
3.2 电子高温陶瓷材料的导电性能差，因此不会对电子器件产生干扰，适用于一些特殊的电子组件。
同时，高温陶瓷材料的耐腐蚀性能好，可作为存储器、抓取器、感应器、电池组件等。
3.3 能源高温陶瓷材料可在高温环境下稳定工作，在能源领域也得到了广泛的应用。
比如钾钨酸盐、氧化铝陶瓷等用作催化剂，陶瓷粉末用作燃料电池电解质等。
3.4 化工对于一些化工领域，高温陶瓷材料的耐腐蚀性能和化学惰性也来得非常重要。
特别是对于强酸、强碱等化学物质的使用，为化学领域提供了新的解决方案。
高温陶瓷共烧
高温陶瓷共烧高温陶瓷共烧是一种在高温下将多种不同成分的陶瓷材料结合在一起进行烧结的方法。
这种方法可以提高陶瓷材料的性能，扩大其应用范围。
本文将对高温陶瓷共烧的原理、工艺、性能及应用进行详细介绍。
一、高温陶瓷共烧的原理高温陶瓷共烧的原理主要是利用不同陶瓷材料之间的热膨胀系数、熔点、化学稳定性等性能差异，通过合理的配比和烧结工艺，使各种陶瓷材料在高温下形成均匀、致密、高强度的结构。
在这个过程中，各种陶瓷材料之间会发生物理和化学反应，形成新的化合物或固溶体，从而提高陶瓷材料的整体性能。
二、高温陶瓷共烧的工艺1. 原料准备：根据所需的陶瓷材料性能，选择合适的陶瓷原料，如氧化物、氮化物、碳化物等。
这些原料需要经过严格的筛选、混合和研磨，以保证烧结过程中的均匀性和致密性。
2. 成型：将混合好的陶瓷原料进行成型处理，常用的成型方法有干压成型、泥浆浇注成型、热压成型等。
成型后的生坯需要经过干燥和排胶处理，以去除多余的水分和有机物质。
3. 预烧结：将成型后的生坯进行预烧结处理，目的是消除成型过程中产生的应力，提高生坯的密度和强度。
预烧结的温度和时间需要根据陶瓷材料的性能进行调整。
4. 共烧：将预烧结后的陶瓷生坯进行共烧处理。
共烧的温度和气氛需要根据陶瓷材料的熔点、化学稳定性等因素进行选择。
共烧过程中，各种陶瓷材料之间会发生物理和化学反应，形成新的化合物或固溶体。
5. 后处理：共烧后的陶瓷材料需要进行冷却、切割、磨削等后处理工序，以满足实际应用的需求。
三、高温陶瓷共烧的性能1. 力学性能：通过高温陶瓷共烧，陶瓷材料的硬度、抗弯强度、抗压强度等力学性能得到了显著提高。
这是因为共烧过程中，各种陶瓷材料之间形成了均匀、致密的结构，有效地提高了陶瓷材料的力学性能。
2. 热学性能：高温陶瓷共烧可以使陶瓷材料的熔点降低，热导率提高，从而扩大了陶瓷材料的应用范围。
例如，通过将氧化铝和氧化锆共烧，可以制备出具有高熔点、高强度、高热导率的复相陶瓷材料，广泛应用于电子器件、航空航天等领域。
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高温结构陶瓷的研究与应用xx1，xx21xx材料学院xx班xx号2xx材料学院xx班xx号摘要：本文综述了高温结构陶瓷材料的性能、分类与用途。
并着重介绍了氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、增韧氧化物与纤维补强陶瓷复合材料的特性与开发现状。
介绍了这几种高温结构陶瓷的应用，和目前被比较广泛使用的几种制备工艺。
通过对这些材料的研究，展望这些材料的发展情况。
关键词：高温结构陶瓷；特性；应用1. 引言高温结构陶瓷是一类重要的无机非金属材料,它包括氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、增韧氧化物陶瓷和纤维补强无机复合材料，具有在高温下强度和硬度高姗变小、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等优越性能。
作为高温结构应用,无机非金属新材料具有明显的优越性。
高温结构陶瓷不但性能好,而且比重小,在空间科学和军事技术的许多场合,它往往是唯一可用的材料。
高温结构陶瓷将有十分广泛的应用,从高速切削刀具、高温气体交换器到汽车、坦克和飞机的发动机与燃气轮机、磁流体发电的导管、核聚变反应堆内壁、火箭和导弹的喷管喉部与端头,以及航天飞机外层的绝热瓦等，制作材料无不首推高温结构陶瓷，所以高温结构陶瓷在现在有着广泛的发展空间。
2、高温结构陶瓷种类、相应的特性及研究进展2.1 氮化硅陶瓷氮化硅是国外从五十年代中期发展起来的一类极为重要的非氧化物高温结构陶瓷。
氮化硅的力学和热学性能明显优于一般氧化物陶瓷,它受到各国陶瓷科学家的注意。
纷纷展开研制这种的新型陶瓷材料。
氮化硅是一种共价键化合物,很难进行烧结。
除直接由硅和氮结合的反应烧结氮化硅外,一般都要添加其他化合物,使之与氮化硅反应生成液相以促进烧结,否则就不能制成致密的材料。
这些残留在氮化硅陶瓷内的玻璃相到高温时会软化,从而影响其高温性能。
氮化硅陶瓷在运行温度较低的柴油机和其他发动机的使用情况则很好。
氮化硅陶瓷在热机及汽车工业上巳有许多重要应用,前景美好。
利用氮化硅的高强度、耐磨损、耐腐蚀性能,还可在热机以外的领域得到许多应用。
在机械工业上,氮化硅陶瓷可用作切削工具、滚珠轴承和密封磨环。
在冶金工业上可用于制造铝合金浇铸模具、泵、阀门、管道等以及测量铝液温度的热电偶套管。
在生物医学工程上,可用来制造人工关节和人造骨等。
2.2 碳化硅陶瓷碳化硅是除氮化硅外的另一类重要的非氧化物高温结构陶瓷。
与氮化硅相比,碳化硅陶瓷的室温强度稍低,但其强度随温度的上升降低很少,并可一直保持到1600一1700℃。
碳化硅的蠕变小、抗氧化性好、耐磨损、耐腐蚀性能均优于氮化硅陶瓷。
但碳化硅的热导串高,断裂韧性小。
碳化硅陶瓷适合于制作燃气轮机热流通道部件,尤其是需要有良好导热性的如热交换器等。
碳化硅与氮化硅陶瓷各有所长,不能相互取代。
在未来的热机中,将会同时采用多种高温结构陶瓷,而不是单一的某种陶瓷。
除热机外,碳化硅陶瓷还有重要应用。
利用其耐磨性,可以制作多种能在恶劣环境下使用的机械泵密封环。
利用导热性,可以制成多种热交换器,用于太阳能电站中收集热能,或用于热机及工业窑炉中回收废热。
例如有一种开槽锻炉,采用碳化硅热交换器后在1300℃运行,嫩料消耗可减少42%，在碳化硅中添加2%氧化镀后制成的陶瓷,既有很好的导热性同时又是绝缘的,因而这种碳化硅陶瓷可用作大规模集成电路的基板,解决因集成度愈来愈高而产生的散热问题。
此外,利用碳化硅耐放射性元素辐照的特性,还可以制成核燃料包封材料、核聚变反应护的第一壁材料等。
2.3增韧氧化陶瓷增韧氧化物是国外近十年来才研制成的一类高温结构陶瓷,但发展十分迅猛,这类陶瓷含有一定数量的细分散相变物质,当受到外力作用时,这些细分散物质会发生相变而吸收能量,使裂纹扩展减慢或中止,从而大幅度提高材料的韧性。
目前最常用的相变物质是氧化锆。
氧化锆增韧氧化锆陶瓷又称为部分稳定氧化锆（PSZ）。
氧化锆由于从四方相转变到单斜相时要产生4%的体积变化,不能制成没有缺陷的纯氧化锆材料,一般都要添加碱土金属氧化物或稀土元素氧化物,使之与氧化错生成稳定的立方相固溶体,就可以不发生相变而做成有用的材料,即稳定的氧化锆。
如果添加的碱土金属或稀土金属氧化物的数量不足以使全部氧化锆都生成稳定的立方相,而只能使一部分氧化锆稳定,另一部分以四方相的形式存在,这种材料就叫作部分稳定氧化锆。
这种陶瓷受到外力作用时,那部分未稳定的四方相氧化锆会产生相变而起增韧作用,使材料的强度和韧性成倍地提高。
除了常温下使用外,部分稳定氧化锆巳成为绝热柴油机主要的候选材料。
氧化铬陶瓷的导热系数比氮化硅低五分之四,膨胀曲线与铸铁和铝接近,用这种陶瓷制成的部件,与其他金属部件连接较简单,热导率低则可达到更好的绝热效果,因此是制作绝热柴油机活塞顶、气缸套和气缸盖的好材料。
2.4纤维补强陶瓷复合材料纤维补强陶瓷复合材料是一类以陶瓷为基体、以高强度高模最纤维补强而制成的无机复合材料。
这类材料最大的特点是,当受到外力作用时,陶瓷基体中的纤维能够分担外加负荷,不致于一下子集中到裂纹的尖端上。
同时,裂纹在这类材料中扩展而碰到纤维时,要把纤维折断或从基体中拨出才能继续前进,从而消耗很大的能童,使裂纹很难扩展。
因此,纤维补强陶瓷复合材料的韧性要比一般陶瓷高几个数量级,可以承受剧烈的机械振动和温度激变。
作为大热流、短时间和1500℃以上高温下的使用,纤维补强陶瓷复合材料巳成功地用作洲际导弹的端头帽、回收人造卫星前缘、各种火箭发动机尾喷管喉衬和航天飞机的防热瓦。
在这方面的应用上,几乎没有其他材料可以取代。
近年来,日、法、美等国还在致力于研究能在各种新型发动机中使用的纤维补强陶瓷复合材料,要求能在空气中1200℃以上的高温下运行几千小时。
由于缺乏能在空气中长期使用而高温性能又不衰退的纤维,这方面工作进展还不大。
3.高温结构陶瓷制造工艺研究进展3.1氮化硅陶瓷一种非氧化物陶瓷以四氮化三硅为主要成分。
具有高强度、高弹性模量、耐磨、耐蚀、抗氧化等优良性能。
莫氏硬度9。
Si3N4是共价键化合物，属六方晶系，存在α型和β型两种晶型。
Si-N间的键合强度高，为难烧结物质。
氮化硅粉通常由硅粉氮化法获得。
采用反应烧结、热压烧结、高温高压氮气氛烧结、热等静压烧结等方法将氮化硅粉烧结制得。
氮化硅陶瓷性能与其制备方法密切相关，一般室温强度可达700～1000MPa，高温强度受晶界玻璃相影响。
氮化硅陶瓷的优异性能使其在许多领域得到应用并有许多潜在的用途。
在陶瓷发动机中，用来制备定子、转子、蜗形管等部件。
在冶金、化学、机械、电子和军事工业上也有广泛的应用。
3.2碳化硅陶瓷反应烧结SiC 是利用含C 粉和SiC 粉成型体与气相或液相Si 在高温下反应得到SiC 的烧结体。
其烧结过程不需要添加任何烧结助剂，晶粒中缺陷少，晶界纯度高，对材料的热导性能影响小。
原料中的C 与外部的反应，一方面可以生成SiC ，另一方面引起致密化作用，反应烧结后烧结体内的气孔进一步由Si 填充，得到致密且收缩极小的烧结体，可应用于SiC 电子陶瓷领域]。
自20世纪5O 年代利用反应熔渗烧结法制备SiC 陶瓷以来，为了减少材料的结构缺陷并提 高材料的性能，研究者通过不断改进成型方式和改善工艺，提高反应烧结的性能。
刘红等_j 将熔融态的Si 通过毛细作用渗入坯体中与碳粉反应，新生成的SiC 将原来的SiC 晶须和SiC 结合在一起，得到致密度高、缺陷少、弯曲强度为243MPa 、断裂韧性值为6．43MPa 。
、热导率为125．3w ／(m ·K)的SiC ／SiC 复合材料。
其与反应烧结的SiC(RB-SiC)陶瓷的性能列于表1。
目前，反应烧结SiC 陶瓷制品主要有英国的UKAEA 的Refel-SiC 和美国Carborundun 公司的KT-SiC 。
国内在山东有数家厂家采用反应烧结制备SiC 陶瓷，生产工艺成熟，产品性能稳定。
3.3增韧氧化陶瓷注射成型最早应用于塑料制品的成型和金属模的成型。
此工艺是利用热塑性有机物低温固化或热固性有机物高温固化，将粉料与有机载体在专用的混练设备中混练，然后在高压下（几十到上百MPa ）注入模具成型。
由于成型压力大，得到的坯体尺寸精确，光洁度高，结构致密；采用专门的成型装备，使生产效率大大提高。
上世纪七十年代末八十年代初开始将注射成型工艺应用于陶瓷零部件的成型，该工艺通过添加大量有机物来实现瘠性物料的塑性成型，是陶瓷可塑成型工艺中最普遍的一种。
在注射成型技术中，除了使用热塑性有机物（如聚乙烯、聚苯乙烯），热固性有机物（如环氧树脂、酚醛树脂），或者水溶性的聚合物作为主要的粘结剂以外，还必须加入一定数量的增塑剂、润滑剂和偶联剂等工艺助剂，以改善陶瓷注射悬浮体的流动性，并保证注射成型坯体的质量。
注射成型工艺具有自动化程度高、成型坯体尺寸精密等优点。
但注射成型陶瓷部件的生坯中有机物含量多达50vol％，在后续烧结过程要排除这些有机物需要很长时间，甚至长达几天到数十天，而且容易造成质量缺陷。
因此，排胶始终是制约其应用的一个关键环节，至今尚未完全突破。
2.4纤维补强陶瓷复合材料浆料浸渍——热压法：这种方法是最早用于制备CFCC的方法,也是制备低熔点陶瓷基复合材料的传统方法。
工艺要点如下:将纤维束连续通过含有粘结剂的泥浆中,将浸有浆料的纤维缠绕于滚筒上,制成无纬布,经切片、叠加、热模压成形和热压烧结制备出CFCC。
泥浆浸渗/热压法工艺过程如图所示泥浆一般由液体介质、基体粉末和有机粘结剂组成,在热压过程中,随着粘结剂的挥发、逸出,将发生基体颗粒的重新分布、烧结和粘结流动等过程,从而获得致密的复合材料。
虽然此法在制造玻璃及玻璃陶瓷基复合材料方面取得了较好的效果,但是泥浆浸渗/热压法存在以下不足而使其应用范围受到限制:只能制得一维或二维纤维强化复合材料,制造三维材料时,因热压使纤维骨架受到损伤;由于工艺的局限,难以制得形状复杂的大型构件。
4.结束语高温结构陶瓷的研究和发展，与金属材料相比。
毕竟还比较年轻，无论是材料开发，还是理论研究还很不深入和成熟．应用范围还很局部。
但是从近几年的迅速发展来看。
它隐含着极大的潜在力量，世界各国都给以极大的关注，并投入巨额经费以加速这方面的研究。
我们在这些材料的特性中也可以看到这种材料的用途是十分的广泛，应用的地方也是特别的高端的，不仅适用于航空航天材料，而且在核反应堆工程，电气电子工业、光学、医学等领域．都可望得到广泛的应用．这种材料不限于金属与陶瓷的复合，还可以是与塑料的复合，将来一定会对社会的发展作出重大贡献。
参考文献[1]金志浩，周敬恩，工程陶瓷材科，机槭工业出敷社，1986年．[2]严东生，材料科学与工程，7(1989)1． [3]加藤昭夫，山口桥，新陶瓷粉体(1983)(日) [3]樱井良文，小泉光惠等编, 陈俊彦、王余君译新型陶瓷一一材料及其应用中国建筑工业出版社,1983:3[4]钱钧,“高性能陶觉材料的发展趋势” ,1989[5]“高性能陶党研究现状及应用前景”座谈会记要,2008[6] 樱井良文、小泉光惠等编, 陈俊彦、王余君译新型陶瓷一一材料及其应用中国建筑工业出版社,1986;5(5):23。