陶瓷基復(fù)合材料的制備方法與工藝

1、1 的制造分為兩個(gè)步驟：的制造分為兩個(gè)步驟： 第一步是將第一步是將摻入摻入未固結(jié)未固結(jié)(或粉或粉 末狀末狀)的的中，排列整齊或混合均勾；中，排列整齊或混合均勾； 第二步是運(yùn)用第二步是運(yùn)用各種加工條件各種加工條件在盡量在盡量 和和的前提下，制成復(fù)合的前提下，制成復(fù)合 材料制品。材料制品。 2 根據(jù)根據(jù)的制造步驟，在的制造步驟，在 加工制備復(fù)合材料加工制備復(fù)合材料時(shí)，應(yīng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用要求根據(jù)使用要求， 相應(yīng)地增強(qiáng)相應(yīng)地增強(qiáng)，針對(duì)，針對(duì)不同不同 的增強(qiáng)材料的增強(qiáng)材料(纖維、晶須、顆粒纖維、晶須、顆粒)，選擇，選擇相相 應(yīng)的加工條件應(yīng)的加工條件等因素。等因素。 3 選擇哪種選擇哪種，除了，除了根根 據(jù)

2、使用要求據(jù)使用要求，如，如、 等，兩種材料間一些等，兩種材料間一些也直接也直接 影響復(fù)合材料的性能影響復(fù)合材料的性能。 4 通常要考慮的通常要考慮的如下：如下： ：熔點(diǎn)熔點(diǎn)、揮發(fā)度揮發(fā)度、密度密度、彈性彈性 模量模量、熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)、蠕變性能蠕變性能、強(qiáng)度強(qiáng)度、斷裂斷裂 韌性韌性等。等。 5 纖維和基體纖維和基體的的： 化學(xué)相容性化學(xué)相容性、熱性能相容性熱性能相容性(主要是高主要是高 溫狀態(tài)溫狀態(tài))、同環(huán)境的相容性同環(huán)境的相容性(包括內(nèi)部和外部，包括內(nèi)部和外部， 而外部環(huán)境的相容主要包括氧化和蒸發(fā)而外部環(huán)境的相容主要包括氧化和蒸發(fā))。 6 針對(duì)針對(duì)不同的增強(qiáng)材料不同的增強(qiáng)材料，已經(jīng)開發(fā)了

3、，已經(jīng)開發(fā)了 。 例如，對(duì)于以例如，對(duì)于以陶瓷基陶瓷基 復(fù)合材料的加工復(fù)合材料的加工通常采用下面三種方法：通常采用下面三種方法： 首先采用首先采用工藝，然后再工藝，然后再 ； 7 將將編織制成編織制成， 再進(jìn)行再進(jìn)行(CVD)， (CVI)，(Lanxide)； 利用利用的的 制成制成陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料。 8 對(duì)于對(duì)于陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料， 主要采用主要采用，包括，包括 、或或。 9 此外，一些此外，一些新開發(fā)的工藝新開發(fā)的工藝如如 、 、等也可用于等也可用于 陶瓷基復(fù)合材料的制備陶瓷基復(fù)合材料的制備。 10 陶瓷基復(fù)合材料的制備方法陶瓷基復(fù)合材料的制備方法： 將將在液體介質(zhì)

4、中在液體介質(zhì)中經(jīng)經(jīng)機(jī)械或超聲分散機(jī)械或超聲分散， 再與再與均勻混合均勻混合，制成，制成一定形狀一定形狀 的坯件的坯件，烘干后，烘干后燒結(jié)。燒結(jié)。 11 制備制備陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料時(shí)，為了時(shí)，為了 克服克服在燒結(jié)過程中的在燒結(jié)過程中的，坯件制，坯件制 造采用造采用或或成型上藝。成型上藝。 此外，此外，工藝、工藝、 、等工藝也適合于等工藝也適合于 制備制備陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料。 12 13 14 傳統(tǒng)的陶瓷生產(chǎn)工藝，是將傳統(tǒng)的陶瓷生產(chǎn)工藝，是將 ，然后，然后。 15 借鑒借鑒中的中的、 等等成型工藝成型工藝，為了快速生產(chǎn)的需要，為了快速生產(chǎn)的需要， 可以可以在一定的條件下在一定的

5、條件下將將和和 混合后，混合后，壓制成型壓制成型，除去有機(jī)黏結(jié)劑，除去有機(jī)黏結(jié)劑， 然后然后成制品。成制品。 16 在在法的生產(chǎn)過程中，通常法的生產(chǎn)過程中，通常 會(huì)遇到會(huì)遇到燒結(jié)過程中燒結(jié)過程中，同時(shí)，同時(shí)最終產(chǎn)最終產(chǎn) 品中品中有有的問題。的問題。 17 在用在用增強(qiáng)增強(qiáng)陶瓷基材料陶瓷基材料進(jìn)進(jìn) 行燒結(jié)時(shí)，除了會(huì)遇到行燒結(jié)時(shí)，除了會(huì)遇到的問的問 題外，還會(huì)使題外，還會(huì)使在燒結(jié)和冷卻時(shí)在燒結(jié)和冷卻時(shí) 產(chǎn)生產(chǎn)生或或。這主要是由。這主要是由 決定的。決定的。 18 例如例如主要有：主要有： 具有較高的具有較高的； 增強(qiáng)材料和基體不同的增強(qiáng)材料和基體不同的； 增強(qiáng)材料在基體中增強(qiáng)材料在基體中的不同等。

6、的不同等。 19 熱壓是目前制備熱壓是目前制備 (CMCs)最常用的方法，一般把它稱為最常用的方法，一般把它稱為 。 主要用在主要用在和和 復(fù)合材料中。復(fù)合材料中。 20 主要包括以下兩個(gè)步驟：主要包括以下兩個(gè)步驟： 滲入滲入沒有固化的基體沒有固化的基體中；中； 固化的復(fù)合材料固化的復(fù)合材料被被。 21 22 23 此此主要包括以下主要包括以下： 纖維首先通過漿料池纖維首先通過漿料池； 浸漬的絲被卷到一個(gè)轉(zhuǎn)筒上浸漬的絲被卷到一個(gè)轉(zhuǎn)筒上； 干燥后被切割并依照一定的要求干燥后被切割并依照一定的要求層狀排列層狀排列； 固化并加熱成型固化并加熱成型。 24 其中，漿料池中的其中，漿料池中的由由、 和和

7、組成；另外，再加入一組成；另外，再加入一 些些，有助于提高，有助于提高纖維在漿料中的浸纖維在漿料中的浸 潤(rùn)性潤(rùn)性。 25 下圖顯示了在熱壓下圖顯示了在熱壓氧化鋁纖氧化鋁纖 維增強(qiáng)玻璃陶瓷基復(fù)合材料維增強(qiáng)玻璃陶瓷基復(fù)合材料時(shí)，時(shí)， 隨隨的變化曲線。的變化曲線。 26 溫度溫度 壓力壓力 熱壓各向同性氧化鋁纖維增強(qiáng)玻璃陶瓷基復(fù)合熱壓各向同性氧化鋁纖維增強(qiáng)玻璃陶瓷基復(fù)合 材料時(shí)溫度、壓力隨時(shí)間的變化曲線材料時(shí)溫度、壓力隨時(shí)間的變化曲線 27 非常適合非常適合 ，因?yàn)樗?，因?yàn)樗牡陀谶@些低于這些 晶體基體材料晶體基體材料的熔點(diǎn)。的熔點(diǎn)。 但熱壓過程中，除了要考慮但熱壓過程中，除了要考慮 外，還要考慮

8、的因素包括：外，還要考慮的因素包括： 28 在整個(gè)操作過程中，在整個(gè)操作過程中， ，避免損傷纖維表面。，避免損傷纖維表面。 影響影響的能力，太的能力，太 強(qiáng)的拉力會(huì)導(dǎo)致纖維破壞。強(qiáng)的拉力會(huì)導(dǎo)致纖維破壞。 29 在加工過程中在加工過程中，要盡量，要盡量 。因?yàn)?。因?yàn)榻Y(jié)晶陶瓷的耐火顆粒結(jié)晶陶瓷的耐火顆粒在與在與纖維纖維 的機(jī)械接觸中的機(jī)械接觸中會(huì)會(huì)，也也 會(huì)損傷纖維，還要避免纖維會(huì)損傷纖維，還要避免纖維在高溫中在高溫中與基與基 體的反應(yīng)。體的反應(yīng)。 30 是一個(gè)重要方面，包括是一個(gè)重要方面，包括 粉體的含量粉體的含量、粉體粒子的大小粉體粒子的大小、黏結(jié)劑的黏結(jié)劑的 種類和含量種類和含量、溶劑溶劑等

9、，它們都對(duì)最終等，它們都對(duì)最終 有所影響。有所影響。 31 為了減少最終制品的為了減少最終制品的，在，在 熱壓之前，要熱壓之前，要設(shè)法完全除去設(shè)法完全除去 ，使用比纖維直徑更小的，使用比纖維直徑更小的顆粒狀陶瓷顆粒狀陶瓷 基體基體。 32 非常關(guān)鍵，通常是在一個(gè)非常關(guān)鍵，通常是在一個(gè) 非常非常窄的操作溫度范圍窄的操作溫度范圍，可可 以減少纖維的損壞。以減少纖維的損壞。 33 可以制得可以制得纖維定向排列纖維定向排列、 低孔隙率低孔隙率、高強(qiáng)度高強(qiáng)度的的。它可。它可 以用在以用在C、Al2O3、SiC和和Al2O3.SiO2纖維增強(qiáng)纖維增強(qiáng) 玻璃、玻璃陶瓷和氧化物陶瓷玻璃、玻璃陶瓷和氧化物陶瓷的

10、制造工藝中。的制造工藝中。 這種工藝的這種工藝的是要求是要求 。 34 新的制備技術(shù)主要指新的制備技術(shù)主要指在在20世紀(jì)世紀(jì)70年代年代 開始發(fā)展起來(lái)的技術(shù)。它包括開始發(fā)展起來(lái)的技術(shù)。它包括， ，以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的，以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的、， ， (SHS)等技術(shù)。等技術(shù)。 35 滲透法就是滲透法就是在在預(yù)制的增強(qiáng)材料坯件預(yù)制的增強(qiáng)材料坯件中中 使使以以固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的形式固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的形式滲滲 透制成復(fù)合材料。其中，比較常用的是透制成復(fù)合材料。其中，比較常用的是 。 36 類似于類似于聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料制造制造 技術(shù)中，技術(shù)中，纖維布纖維布被被液相的樹脂液相的樹脂滲透后，滲透

11、后， 。 二者的差別二者的差別就是所用的就是所用的， 要高得多。下圖是要高得多。下圖是液相滲透工液相滲透工 藝示意圖藝示意圖。 37 38 由于由于具有具有較高的黏度較高的黏度，為，為 了提高了提高對(duì)對(duì)的滲透，的滲透， 通過對(duì)通過對(duì)，來(lái)提高其浸，來(lái)提高其浸 漬性，這種漬性，這種提高滲透提高滲透主要采用主要采用 。 39 另外，另外，和和這兩種物理方法這兩種物理方法 也可以被用來(lái)也可以被用來(lái)。 以這種方法生產(chǎn)以這種方法生產(chǎn)的的 是是制造工藝是一個(gè)簡(jiǎn)單的一步生產(chǎn)制造工藝是一個(gè)簡(jiǎn)單的一步生產(chǎn) 過程過程，可以獲得一個(gè)均勻的制品可以獲得一個(gè)均勻的制品。 40 如果使用如果使用就可能就可能在陶在陶 瓷和增

12、強(qiáng)材料之間瓷和增強(qiáng)材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 具有比金屬更具有比金屬更，因，因 此此對(duì)增強(qiáng)材料的滲透對(duì)增強(qiáng)材料的滲透相當(dāng)困難；相當(dāng)困難； 41 和和在冷卻后在冷卻后，由于不，由于不 同的同的會(huì)會(huì)引起收縮引起收縮產(chǎn)生產(chǎn)生。 因此，為了避免這種情況，要盡量選因此，為了避免這種情況，要盡量選 用用增強(qiáng)材料和基體。增強(qiáng)材料和基體。 42 就是利用就是利用直接與直接與 發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)而制備而制備陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料的的 工藝方法。工藝方法。 由于它是由由于它是由Lanxide公司發(fā)明的，所以公司發(fā)明的，所以 又稱為又稱為L(zhǎng)anxide法。法。 43 將將增強(qiáng)纖維增強(qiáng)纖維或或纖

13、維預(yù)成型件纖維預(yù)成型件置于熔置于熔 融金屬的下面，并處于融金屬的下面，并處于中，中， 熔融金屬中含有熔融金屬中含有鎂、硅鎂、硅等一些添加劑。等一些添加劑。 44 在在不斷不斷的過程中，的過程中， 與與在在 不斷發(fā)生不斷發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)，這種反應(yīng)始終，這種反應(yīng)始終 進(jìn)行，進(jìn)行，反應(yīng)生反應(yīng)生 成的氧化物成的氧化物沉積在沉積在，形成含有少，形成含有少 量金屬、致密的陶瓷基復(fù)合材料。量金屬、致密的陶瓷基復(fù)合材料。 45 Al + N2 以以為例，在為例，在空氣或氮?dú)饪諝饣虻獨(dú)鈿夥諝夥?中，主要發(fā)生下列反應(yīng)：中，主要發(fā)生下列反應(yīng)： 2Al2O3 AlN 4Al + 3O2 46 一般在這種一般在這種

14、陶瓷基復(fù)合材料制品陶瓷基復(fù)合材料制品中，中， 未發(fā)生氧化反應(yīng)的未發(fā)生氧化反應(yīng)的約占約占 5 30。 可以用來(lái)這種方法制造可以用來(lái)這種方法制造高溫?zé)崮芰拷桓邷責(zé)崮芰拷?換器換器的的等部件，具有等部件，具有較好的機(jī)械性能較好的機(jī)械性能 (強(qiáng)度、韌性等強(qiáng)度、韌性等)。 47 的的缺點(diǎn)缺點(diǎn) 以這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品中，以這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品中， 很難完全被氧化或除去很難完全被氧化或除去。 這種方法這種方法難于用來(lái)生產(chǎn)難于用來(lái)生產(chǎn)一些一些 ，比如航天工業(yè)的一些部件。，比如航天工業(yè)的一些部件。 48 已經(jīng)被廣泛用于已經(jīng)被廣泛用于制制 造整體陶瓷件造整體陶瓷件，同樣該技術(shù)也可以用于制，同樣該技術(shù)也可以用于制 造造

15、陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料，已廣泛應(yīng)用的有，已廣泛應(yīng)用的有 和和工藝。工藝。 49 CVD法就是利用法就是利用技術(shù)，技術(shù)， 通過一些通過一些反應(yīng)性混合氣體反應(yīng)性混合氣體在高溫狀態(tài)下反在高溫狀態(tài)下反 應(yīng)，應(yīng)，分解出陶瓷材料分解出陶瓷材料并并沉積沉積在各種增強(qiáng)材在各種增強(qiáng)材 料上形成料上形成的方法。的方法。 50 將化學(xué)氣相沉積技術(shù)運(yùn)用在將化學(xué)氣相沉積技術(shù)運(yùn)用在 的工藝就稱的工藝就稱 為為。 51 從這兩種工藝技術(shù)來(lái)說(shuō)，從這兩種工藝技術(shù)來(lái)說(shuō)，CVD法首先被法首先被 開發(fā)并應(yīng)用于一些陶瓷纖維的制造和開發(fā)并應(yīng)用于一些陶瓷纖維的制造和C/C復(fù)復(fù) 合材料的制備；合材料的制備； CVI方法方法在在CVD技

16、術(shù)上發(fā)展起來(lái)技術(shù)上發(fā)展起來(lái)并被廣并被廣 泛應(yīng)用于各種陶瓷基復(fù)合材料。泛應(yīng)用于各種陶瓷基復(fù)合材料。 52 下圖是下圖是CVI的工藝示意圖，的工藝示意圖， 53 54 以以A12O3陶瓷基復(fù)合材料為例，反應(yīng)性混陶瓷基復(fù)合材料為例，反應(yīng)性混 合氣體合氣體(AlCl3H2/CO2)在較低的沉積溫度在較低的沉積溫度 (9501000)和壓力和壓力(23kPa)下發(fā)生下列反應(yīng)：下發(fā)生下列反應(yīng)： 55 固態(tài)的固態(tài)的Al2O3沉積在纖維表面，最后形成沉積在纖維表面，最后形成 陶瓷基復(fù)合材料。陶瓷基復(fù)合材料。 56 與與CVD工藝相比，工藝相比，CVI工藝實(shí)際上是一工藝實(shí)際上是一 種種，這樣就可以避免一般陶，這

17、樣就可以避免一般陶 瓷基復(fù)合材料工藝對(duì)增強(qiáng)材料的損傷。瓷基復(fù)合材料工藝對(duì)增強(qiáng)材料的損傷。 CVI制造的產(chǎn)品，其實(shí)際密度可以達(dá)到制造的產(chǎn)品，其實(shí)際密度可以達(dá)到 理論密度的理論密度的9394。 57 CVI工藝生產(chǎn)工藝生產(chǎn)CMC的主要優(yōu)點(diǎn)：的主要優(yōu)點(diǎn)： 在高溫下有很好的機(jī)械性能；在高溫下有很好的機(jī)械性能； 可以生產(chǎn)一些較大的、形狀復(fù)雜可以生產(chǎn)一些較大的、形狀復(fù)雜 的產(chǎn)品；的產(chǎn)品； 產(chǎn)品能較好地保持纖維和基體的產(chǎn)品能較好地保持纖維和基體的 抗彎性能。抗彎性能。 58 CVI工藝的主要缺點(diǎn)就是生產(chǎn)工藝的主要缺點(diǎn)就是生產(chǎn) 工藝時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)成本較大。工藝時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)成本較大。 59 溶膠溶膠-凝膠法凝

18、膠法 溶膠溶膠-凝膠（凝膠（Sol-Gel）法是運(yùn)用膠體化法是運(yùn)用膠體化 學(xué)的方法，將含有學(xué)的方法，將含有，與，與 混合后反應(yīng)形成混合后反應(yīng)形成，溶膠在一定的，溶膠在一定的 條件下轉(zhuǎn)化成為條件下轉(zhuǎn)化成為，然后燒結(jié)成，然后燒結(jié)成CMC的一的一 種工藝。種工藝。 60 由于從由于從轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成所需的反應(yīng)溫所需的反應(yīng)溫 度要低于傳統(tǒng)工藝中的度要低于傳統(tǒng)工藝中的， 因此，在制造一些因此，在制造一些整體的陶瓷構(gòu)件整體的陶瓷構(gòu)件時(shí)，溶時(shí)，溶 膠膠-凝膠法有較大的優(yōu)勢(shì)。凝膠法有較大的優(yōu)勢(shì)。 61 與一些與一些 結(jié)合，可以發(fā)揮比較好的作用。結(jié)合，可以發(fā)揮比較好的作用。 如在如在中，溶膠中，溶膠作為纖維作為纖維

19、 和陶瓷的和陶瓷的黏結(jié)劑，在隨后除去黏結(jié)劑的工黏結(jié)劑，在隨后除去黏結(jié)劑的工 藝中，藝中，經(jīng)燒結(jié)后變成了經(jīng)燒結(jié)后變成了與陶瓷基相同與陶瓷基相同 的材料的材料，有效地減少了復(fù)合材料的孔隙率。，有效地減少了復(fù)合材料的孔隙率。 62 熱解熱解(Pyrolysis)法就是法就是 形成陶瓷基復(fù)合材料的方法。形成陶瓷基復(fù)合材料的方法。 63 如由如由生產(chǎn)生產(chǎn)SiC陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料 中，聚合物一般中，聚合物一般在熱解過程中在熱解過程中有較高的陶有較高的陶 瓷產(chǎn)量、低的收縮、好的機(jī)械性能，同時(shí)瓷產(chǎn)量、低的收縮、好的機(jī)械性能，同時(shí) 聚合物本身容易制備。聚合物本身容易制備。 聚合物熱解法可用來(lái)生產(chǎn)聚合物

20、熱解法可用來(lái)生產(chǎn)SiCf/SiC和和 Si3N4f/SiC等陶瓷基復(fù)合材料。等陶瓷基復(fù)合材料。 64 溶膠溶膠-凝膠法和熱解法生產(chǎn)凝膠法和熱解法生產(chǎn)CMC的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)： 、容易控制復(fù)合材料的組分，無(wú)論是容易控制復(fù)合材料的組分，無(wú)論是 溶膠溶膠還是還是聚合物先驅(qū)體聚合物先驅(qū)體都比較容易滲透到纖都比較容易滲透到纖 維中；維中； 、最后成型時(shí)的溫度較低。最后成型時(shí)的溫度較低。 65 溶膠溶膠-凝膠法和熱解法生產(chǎn)凝膠法和熱解法生產(chǎn)CMC的缺點(diǎn)：的缺點(diǎn)： 、在燒結(jié)時(shí)會(huì)產(chǎn)生在燒結(jié)時(shí)會(huì)產(chǎn)生； 、。 66 自蔓燃高溫合成自蔓燃高溫合成(self-propagation high temperature sy

21、nthesis )法就是法就是利用高效的利用高效的 熱反應(yīng)熱反應(yīng)，最后生，最后生 成所需要的產(chǎn)品。成所需要的產(chǎn)品。 67 自蔓燃高溫合成技術(shù)一般用于制造自蔓燃高溫合成技術(shù)一般用于制造 。 該技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品中一般都有該技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品中一般都有。 為了減少孔隙，在燃燒反應(yīng)結(jié)束后，溫度為了減少孔隙，在燃燒反應(yīng)結(jié)束后，溫度 還相當(dāng)高的情況下，應(yīng)立即置于較高壓力。還相當(dāng)高的情況下，應(yīng)立即置于較高壓力。 68 自蔓燃高溫合成技術(shù)中自蔓燃高溫合成技術(shù)中， 一些用傳統(tǒng)方法難以生產(chǎn)的陶瓷化合物一些用傳統(tǒng)方法難以生產(chǎn)的陶瓷化合物 被制造出來(lái)。被制造出來(lái)。 如將鈦粉和碳黑混合，冷壓成型，點(diǎn)燃，如將鈦粉和碳黑混合，冷

22、壓成型，點(diǎn)燃， 迅速引燃后形成碳化鈦。迅速引燃后形成碳化鈦。 69 以自蔓燃高溫合成法制造的耐火部件具以自蔓燃高溫合成法制造的耐火部件具 有以下特點(diǎn)：有以下特點(diǎn)： (最高可達(dá)最高可達(dá)4000以上）以上） ； 能很好地能很好地，可以制造不，可以制造不 同形狀的產(chǎn)品。同形狀的產(chǎn)品。 70 許多陶瓷產(chǎn)品如許多陶瓷產(chǎn)品如SiC/Al2O3 TiC/ Al2O3 BN/ Al2O3 TiB2/TiC等都可以用等都可以用 制造；制造； 另外一些另外一些也可以用此法生產(chǎn)，也可以用此法生產(chǎn)， 因此在美國(guó)、俄羅斯等一些國(guó)家，圍繞自蔓燃因此在美國(guó)、俄羅斯等一些國(guó)家，圍繞自蔓燃 高溫合成法在不斷研制新的產(chǎn)品和技術(shù)。

23、高溫合成法在不斷研制新的產(chǎn)品和技術(shù)。 71 (1)纖維增強(qiáng)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的制備陶瓷基復(fù)合材料的制備 纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的性能取決纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的性能取決 于多種因素。于多種因素。 72 1、從、從方面看，與方面看，與的尺寸及的尺寸及 數(shù)量、數(shù)量、的大小以及一些其他缺陷有的大小以及一些其他缺陷有 關(guān)；關(guān)； 2、從、從方面來(lái)看，則與纖維中的方面來(lái)看，則與纖維中的 、纖維的、纖維的、及其他及其他 有關(guān)；有關(guān)； 73 從從情況看，則與情況看，則與 、以及以及 有關(guān)。有關(guān)。 正因?yàn)橛腥绱硕嗟挠绊懸蛩?，所以在正因?yàn)橛腥绱硕嗟挠绊懸蛩兀栽?實(shí)際中針對(duì)不同的材料，實(shí)際中針對(duì)不同的材料，

24、也會(huì)不也會(huì)不 同。同。 74 ： 在在陶瓷泥漿陶瓷泥漿中把中把纖維分散纖維分散，然，然 后澆鑄在后澆鑄在石膏模型石膏模型中。中。 75 比較比較古老古老，不受，不受制品形狀制品形狀 的限制，但對(duì)的限制，但對(duì)提高產(chǎn)品性能的效果提高產(chǎn)品性能的效果不顯著，不顯著， 成本低，工藝簡(jiǎn)單，適合于短纖維增強(qiáng)陶成本低，工藝簡(jiǎn)單，適合于短纖維增強(qiáng)陶 瓷基復(fù)合材料的制作。瓷基復(fù)合材料的制作。 76 將將長(zhǎng)纖維切短長(zhǎng)纖維切短（3mm），然后），然后分分 散散并并與基體粉未混合與基體粉未混合，再進(jìn)行，再進(jìn)行。 77 這種方法適用于長(zhǎng)纖維。這種方法適用于長(zhǎng)纖維。 首先首先把纖維編織成所需形狀把纖維編織成所需形狀； 然后

25、然后用陶瓷泥漿浸漬用陶瓷泥漿浸漬，干燥后進(jìn)行焙燒。，干燥后進(jìn)行焙燒。 78 的優(yōu)點(diǎn)是的優(yōu)點(diǎn)是纖維取向可自由纖維取向可自由 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)；缺點(diǎn)是；缺點(diǎn)是不能制造大尺寸制品不能制造大尺寸制品，而，而 且所得且所得制品的致密度較低制品的致密度較低。 79 以以氧化鎂為基體氧化鎂為基體，碳纖維為增強(qiáng)體碳纖維為增強(qiáng)體（體積（體積 含量為含量為10%左右），在左右），在1200進(jìn)行進(jìn)行獲獲 得復(fù)合材料，它的抗破壞能力比得復(fù)合材料，它的抗破壞能力比純氧化鎂純氧化鎂高出高出 10倍以上。倍以上。 80 但由于碳纖維與氧化鎂的但由于碳纖維與氧化鎂的 ，所以這種復(fù)合材料，所以這種復(fù)合材料 具有具有，實(shí)用價(jià)值不大。，實(shí)

26、用價(jià)值不大。 81 用用作增強(qiáng)體，以作增強(qiáng)體，以 組成的復(fù)鹽為基體。組成的復(fù)鹽為基體。 把復(fù)鹽先制成泥漿，然后使其附著在石墨把復(fù)鹽先制成泥漿，然后使其附著在石墨 纖維氈上，把這種氈片無(wú)規(guī)則地積層，并在纖維氈上，把這種氈片無(wú)規(guī)則地積層，并在 13751425熱壓熱壓5分鐘，壓力為分鐘，壓力為7MPa。 所得復(fù)合材料與基體材料相比所得復(fù)合材料與基體材料相比 。 82 基體為基體為，增強(qiáng)體為，增強(qiáng)體為 ，碳纖維的含量約，碳纖維的含量約50%左右。左右。 這種復(fù)合材料這種復(fù)合材料沿纖維方向的彎曲模量沿纖維方向的彎曲模量 可達(dá)可達(dá)150GPa，而且在，而且在800時(shí)仍能保持在時(shí)仍能保持在 100GPa，

27、在室溫和，在室溫和800時(shí)的彎曲強(qiáng)度卻時(shí)的彎曲強(qiáng)度卻 達(dá)到了達(dá)到了300MPa。 83 在冷水和在冷水和1200之間進(jìn)行之間進(jìn)行， 基體沒有產(chǎn)生裂紋基體沒有產(chǎn)生裂紋。實(shí)驗(yàn)后測(cè)定的強(qiáng)度與實(shí)。實(shí)驗(yàn)后測(cè)定的強(qiáng)度與實(shí) 驗(yàn)前完相同。驗(yàn)前完相同。 84 晶須與顆料的尺寸均很小，用它們晶須與顆料的尺寸均很小，用它們 進(jìn)行增韌的陶瓷基復(fù)合材料的進(jìn)行增韌的陶瓷基復(fù)合材料的 是基本相同的。是基本相同的。 85 晶須與顆粒增韌陶瓷基復(fù)合材料的制晶須與顆粒增韌陶瓷基復(fù)合材料的制 備工藝只需備工藝只需并并與基體與基體 粉末混合均勻粉末混合均勻，再用，再用即可即可 制得高性能的復(fù)合材料。制得高性能的復(fù)合材料。 86 把幾種把幾種配成坯料的方法配成坯料的方法 可分為可分為兩種。兩種。 新型陶瓷領(lǐng)域混合處理加工的新型陶瓷領(lǐng)域混合處理加工的微米級(jí)、微米級(jí)、 亞微米級(jí)粉末方法亞微米級(jí)粉末方法由于效率和可靠性等原由于效率和可靠性等原 因大多采用濕法。因大多采用濕法。 87 主要以主要以作溶劑，但在氮化硅、碳作溶劑，但在氮化硅、碳 化硅等化硅等混合時(shí)，為防止原料混合時(shí)，為防止原料 的氧化則使用的氧化則使用。 混合裝置一般采用混合裝置一般采用。 為防止球磨過程中為防止球磨過程中因磨球和內(nèi)襯研磨下因磨球和內(nèi)襯研磨下 來(lái)的磨削作為雜質(zhì)來(lái)的磨削作為雜質(zhì)混入原料中，最妤采用與