第5章陶瓷基復(fù)合材料

Chapter5CeramicMatrix

Composites陶瓷基復(fù)合材料2/4/20231ChemistryofMaterials2004,Chapter55.1陶瓷的種類、性能及制備工藝5.2氧化物基陶瓷復(fù)合材料5.3非氧化物基陶瓷復(fù)合材料5.4碳/碳復(fù)合材料JJJJ本章主要內(nèi)容2/4/20232ChemistryofMaterials2004,Chapter55.1陶瓷的種類、性能及制備工藝JJJJ5.1.1陶瓷的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)5.1.2陶瓷的分類與制作工藝5.1.3陶瓷基復(fù)合材料的定義與分類5.1.4陶瓷基復(fù)合材料的性能2/4/20233ChemistryofMaterials2004,Chapter55.1.1陶瓷的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)陶瓷是泥土與火的藝術(shù)，是我國(guó)偉大發(fā)明之一我國(guó)有多處遺址出土１萬(wàn)年前的陶器；商代前１１-１７世紀(jì)創(chuàng)造了有釉的原始瓷器；東漢２５-２２０年創(chuàng)造了青瓷器與黑瓷器；唐代６１８-９０７年，三彩、白瓷、青瓷、青花在歷史上有名；宋代９６０-１２７９年陶瓷遍布全國(guó)，汝、定、官、哥、鈞五大名窯瓷器至今仍享有盛名；１８世紀(jì)乾隆時(shí)期，形成具有中國(guó)特色的造型、裝飾、繪畫等綜合性的工藝品和實(shí)用品。獲有“白如玉、青如天、明如鏡、薄如紙、聲如磬”的美譽(yù)。2/4/20234ChemistryofMaterials2004,Chapter5鈞瓷汝瓷定瓷官瓷

哥瓷2/4/20235ChemistryofMaterials2004,Chapter5陶器與瓷器的區(qū)別陶器瓷器制作原料用黏土（陶土）用瓷土（高嶺土為主的原料）燒成溫度一般不超過(guò)1000度在1200度以上器物表面沒(méi)有釉或只施低溫釉施高溫玻璃釉（現(xiàn)代瓷器有的不施釉胎質(zhì)有較強(qiáng)的吸水性不吸水或吸水性很小敲擊聲音不清脆有清越的金屬聲表5-1陶器與瓷器的區(qū)別2/4/20236ChemistryofMaterials2004,Chapter5舞蹈紋彩陶盆（新石器時(shí)代馬家窯文化

）

新石器時(shí)代紅山文化

2/4/20237ChemistryofMaterials2004,Chapter5秦跪射俑：身著戰(zhàn)袍，外披鎧甲，足穿方口布鞋；頭上結(jié)髻束帶，半跪於地，雙手仿佛正要拉開弓弦，姿式威武雄健。他雙目平視，機(jī)警勇敢。在他旁邊，曾發(fā)現(xiàn)腐朽的木弓殘跡、鏃和劍，說(shuō)明他是帶劍的射手。其衣著、鎧甲、姿態(tài)、表情，都顯示出秦俑塑造精致、刻劃入微。他的下頷殘留著粉白色，說(shuō)明秦俑制作時(shí)均經(jīng)彩繪。

2/4/20238ChemistryofMaterials2004,Chapter5永樂(lè)青花云龍紋扁壺

中國(guó)最早的瓷器都是青瓷（或稱青釉磁），唐代以越窯（紹興、余姚等地）青瓷最著名

2/4/20239ChemistryofMaterials2004,Chapter5粉彩蟠桃天球瓶

2/4/202310ChemistryofMaterials2004,Chapter5ＣHＩＮＡ——中國(guó)，便是“唐瓷”之意，亦有“陶瓷王國(guó)”之譽(yù)。陶瓷是中華民族文化的象征；陶瓷文化與中華的美食文化、酒文化、茶文化一起構(gòu)成華夏文化；

我國(guó)日用陶瓷產(chǎn)量、出口量均居世界首位

江西景德鎮(zhèn)、福建德化、湖南醴陵稱華夏三大瓷都；江蘇宜興、廣東佛山亦有陶都之譽(yù)。

2/4/202311ChemistryofMaterials2004,Chapter5

瓷都——景德鎮(zhèn)，具有悠久的制瓷歷史，在漢代前２０６年就開始生產(chǎn)陶器。景德鎮(zhèn)，原名新平，又名昌南，出產(chǎn)制瓷原料，交通方便。宋代景德年間１００４—１００７年，這里專門生產(chǎn)細(xì)瓷，在瓷器上標(biāo)有“景德年制”字樣，由于瓷質(zhì)精美，全國(guó)聞名，遂改名景德鎮(zhèn)。后成為元、明制造御用瓷器中心及清至現(xiàn)代全國(guó)制瓷中心。

2/4/202312ChemistryofMaterials2004,Chapter5陶都——佛山佛山是“南國(guó)陶都”（石灣鎮(zhèn)和南莊鎮(zhèn)），制陶藝術(shù)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，有700多年歷史，自古有“石灣瓦，甲天下”美譽(yù)。建于明代正德年間的南風(fēng)古灶，是世界現(xiàn)存最古老的柴燒龍窯，薪火相傳至今400多年，被譽(yù)為“陶瓷活化石”。2005年佛山榮獲“中國(guó)陶瓷名都”稱號(hào)。2/4/202313ChemistryofMaterials2004,Chapter5現(xiàn)代陶瓷重要產(chǎn)區(qū)：唐山、邯鄲、淄博、宜興、佛山、景德鎮(zhèn)、醴陵、德化、湛江、潮州、大埔、北流、海城

一批優(yōu)秀的現(xiàn)代企業(yè)如華美、華光、長(zhǎng)城、臨沂、高淳、景德鎮(zhèn)、國(guó)光等陶瓷股份有限公司，佛陶、邯鄲陶瓷集團(tuán)等合資企業(yè)如石灣東亞瓷廠、淄博賽德克陶瓷顏料有限公司、唐山高檔陶瓷聯(lián)合發(fā)展有限公司、中釉集團(tuán)大鴻制釉有限公司等

2/4/202314ChemistryofMaterials2004,Chapter55.1.2陶瓷的分類與制作工藝1、按用途分：日用陶瓷，藝術(shù)(陳列)陶瓷，衛(wèi)生陶瓷，建筑陶瓷，電器陶瓷，電子陶瓷，化工陶瓷，紡織陶瓷等2、按陶瓷性能分：高強(qiáng)度陶瓷，鐵電陶瓷、耐酸陶瓷，高溫陶瓷、壓電陶瓷，高韌性陶瓷，電解質(zhì)陶瓷、光學(xué)陶瓷(即透明陶瓷)，磁性陶瓷，電介質(zhì)陶瓷，磁性陶瓷和生物陶瓷等

3、按是否施釉分：可分為有釉陶瓷和無(wú)釉陶瓷兩類

4、按質(zhì)地分：硬質(zhì)瓷，軟質(zhì)瓷、特種瓷三大類

1、陶瓷的分類2/4/202315ChemistryofMaterials2004,Chapter5我國(guó)產(chǎn)的瓷器以硬質(zhì)瓷為主。硬質(zhì)瓷器，坯體組成熔劑量少，燒成溫度高，在1360℃以上色白質(zhì)堅(jiān)，呈半透明狀，有好的強(qiáng)度，高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，又是電氣的不良傳導(dǎo)體，如電瓷、高級(jí)餐具瓷，化學(xué)用瓷，普通日用瓷等均屬此類，也叫長(zhǎng)石釉瓷。

軟質(zhì)瓷器與硬質(zhì)瓷不同點(diǎn)是坯體內(nèi)含的熔劑較多，燒成溫度稍低，在1300℃以下，因此它的化學(xué)穩(wěn)定性，機(jī)械強(qiáng)度，介電強(qiáng)度均低，一般工業(yè)瓷中不用軟質(zhì)瓷，其特點(diǎn)是半透明度高，多制美術(shù)瓷，衛(wèi)生用瓷，瓷磚及各種裝飾瓷等，通常如骨灰瓷、熔塊瓷屬于此類。

2/4/202316ChemistryofMaterials2004,Chapter5

特種陶瓷種類很多，多以各種氧化物為主體，如高鋁質(zhì)瓷，它是以氧化鋁為主，鎂質(zhì)瓷，以氧化鎂為主；滑石質(zhì)瓷，以滑石為主；鈹質(zhì)瓷，以氧化鈹或綠柱石為主；鋯質(zhì)瓷，以氧化鋯為主；鈦質(zhì)瓷，以氧化鈦為主。

特種陶瓷的特點(diǎn)：多是由不含粘土或含極少量的粘土的制品，成型多用干壓、高壓方法，在國(guó)防工業(yè)，重工業(yè)中多用此類瓷，如火箭、導(dǎo)彈上的擋板，飛機(jī)、汽車上用的火花塞，收音機(jī)內(nèi)用的半導(dǎo)體，快速切削用的瓷刀等。

2/4/202317ChemistryofMaterials2004,Chapter5表5-2特種陶瓷和傳統(tǒng)陶瓷的區(qū)別2/4/202318ChemistryofMaterials2004,Chapter5

——具有電、光、磁、化學(xué)和生物體特性，而且具有相互轉(zhuǎn)換功能的陶瓷

——具有機(jī)械功能、熱學(xué)性能和部分化學(xué)功能的陶瓷特種陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷功能陶瓷2/4/202319ChemistryofMaterials2004,Chapter5結(jié)構(gòu)陶瓷氧化物陶瓷Al2O3陶瓷、ZrO2陶瓷非氧化物陶瓷氮化物陶瓷、碳化物陶瓷2/4/202320ChemistryofMaterials2004,Chapter5表5-3功能陶瓷(FunctionalCeramic)的應(yīng)用2/4/202321ChemistryofMaterials2004,Chapter5壓電陶瓷壓電陶瓷Pachinko游戲機(jī)2/4/202322ChemistryofMaterials2004,Chapter5壓電陶瓷

能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。

正壓電效應(yīng)介質(zhì)在受到機(jī)械壓力時(shí)，導(dǎo)致其表面帶電。逆壓電效應(yīng)對(duì)介質(zhì)施加激勵(lì)電場(chǎng)，導(dǎo)致其產(chǎn)生機(jī)械變形。電介質(zhì)陶瓷與壓電陶瓷、熱釋電陶瓷及鐵電陶瓷的關(guān)系2/4/202323ChemistryofMaterials2004,Chapter5電光陶瓷具有電光特性的陶瓷，它的光學(xué)性質(zhì)會(huì)隨外電場(chǎng)的變化而改變，表現(xiàn)出電控雙折射和電控散射。立體電影的原理立體電影奧秘在一副能分離左眼和右眼圖像的立體觀察鏡，這種觀察鏡的鏡片是用電光陶瓷制作的。立體電影出現(xiàn)于1922年，是利用人雙眼的視角差和會(huì)聚功能制作的可產(chǎn)生立體效果的電影。這種電影放映時(shí)兩幅畫面重疊在銀幕上，通過(guò)觀眾的特制眼鏡或幕前輻射狀半錐形透鏡光柵，使觀眾左眼看到從左視角拍攝的畫面，右眼看到從右視角拍攝的畫面，通過(guò)雙眼的會(huì)聚功能，合成為立體視覺(jué)影像。

2/4/202324ChemistryofMaterials2004,Chapter5鐵氧體磁性陶瓷由鐵和其它一種或多種金屬（Ba、Sr和稀土等）的氧化物組成的復(fù)合氧化物。

電阻率比金屬磁性材料高，原料來(lái)源充足，生產(chǎn)方便，價(jià)低，在永磁、高頻軟磁、磁記錄等方面的應(yīng)用發(fā)展很快。磁性陶瓷2/4/202325ChemistryofMaterials2004,Chapter5表5-4各類生物材料比較生物陶瓷Bioceramics2/4/202326ChemistryofMaterials2004,Chapter5正溫度特性（PTC）——溫度升高，電阻增大如BaTiO3基PTC用途：彩電自動(dòng)消磁、電機(jī)啟動(dòng)、過(guò)電流保護(hù)、恒溫發(fā)熱、程控電話交換機(jī)熱敏陶瓷溫度傳感器2/4/202327ChemistryofMaterials2004,Chapter5負(fù)溫度特性（NTC）——溫度升高，電阻減小如SnO2基陶瓷用途：廣泛用于工業(yè)和醫(yī)用溫度計(jì)、液面控制、液體流量測(cè)定等J2/4/202328ChemistryofMaterials2004,Chapter5J表5-5TiO2陶瓷的色澤和電阻FormulaColourResistanceΩ·emTiO2.00白，灰白5×109灰2×107鴿灰8×103TiO1.996-1.994黑≤1032/4/202329ChemistryofMaterials2004,Chapter52、陶瓷及陶瓷復(fù)合材料的制造工藝原料粉體制備成型燒結(jié)加工成品2/4/202330ChemistryofMaterials2004,Chapter5陶瓷制造工藝流程圖2/4/202331ChemistryofMaterials2004,Chapter5

坯釉原料經(jīng)過(guò)精選、淘洗，根據(jù)生產(chǎn)配方稱量配料，入球磨細(xì)碎，達(dá)到所需細(xì)度后，除鐵、過(guò)篩，然后根據(jù)成型方法的不同，機(jī)制成型用泥漿壓濾脫水，真空練泥，備用；

化漿工藝：把泥漿先壓濾脫水，后通過(guò)加入解凝劑化漿，除鐵、過(guò)篩后備用；對(duì)注漿成型用泥漿，進(jìn)行真空處理后，成為成品漿，備用。

成型工序：分為滾壓成型和注漿成型。然后干燥、修坯，備用。

燒成工序：在取得白坯后，入窯素?zé)?，?jīng)過(guò)精修、施釉，進(jìn)行釉燒，對(duì)出窯后的白瓷檢選，得到合格白瓷。

彩烤工序：對(duì)合格白瓷進(jìn)行貼花、鑲金等步驟后，入烤花窯燒烤，開窯后進(jìn)行花瓷的檢選，得到合格花瓷成品。

包裝工序：對(duì)花瓷按照不同的配套方法、各種要求進(jìn)行包裝，即形成本公司的最終產(chǎn)品，發(fā)貨或者入庫(kù)。2/4/202332ChemistryofMaterials2004,Chapter5（1）粉體的制備

物理化學(xué)法在離子、原子、分子水平上通過(guò)反應(yīng)、成核和生長(zhǎng)制成粒子的方法，純度、粒度可以控制，均勻性好，顆粒微細(xì)，并且可以實(shí)現(xiàn)分子級(jí)水平上的復(fù)合均化。

機(jī)械粉碎法應(yīng)用機(jī)械力將粗顆粒粉碎獲得細(xì)粉，不易獲得粒徑在1μm以下的超細(xì)顆粒，且容易引入雜質(zhì)；2/4/202333ChemistryofMaterials2004,Chapter5①固相合成法

②液相合成法

③氣相合成法

固-固反應(yīng)

固-液反應(yīng)

PVD

CVD

化學(xué)共沉淀法

溶膠-凝膠法

溶劑蒸發(fā)法

2/4/202334ChemistryofMaterials2004,Chapter5化學(xué)氣相沉積法CVD(ChemicalVaporDepositon)C纖/SiC氣相沉積原理圖示CVD法是將連續(xù)纖維（或晶須）制成預(yù)成型坯體，而后置于化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)，通過(guò)高溫條件下的氣相反應(yīng)形成復(fù)合材料基體物質(zhì)沉積，填充于骨架纖維中，從而直接獲得陶瓷基復(fù)合材料制品。2/4/202335ChemistryofMaterials2004,Chapter5溶膠-凝膠法(Sol-Gel)

連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料示意圖。2/4/202336ChemistryofMaterials2004,Chapter5溶膠-凝膠法 (Sol-Gel)

真空浸漬增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料示意圖。2/4/202337ChemistryofMaterials2004,Chapter5溶劑蒸發(fā)法2/4/202338ChemistryofMaterials2004,Chapter5（2）成型制備技術(shù)

粉體成型示意圖2/4/202339ChemistryofMaterials2004,Chapter5①擠壓成型

經(jīng)增塑的粉末在壓力作用下，通過(guò)壓膜咀擠成所需的坯件。②注射成型

將原料粉末與粘結(jié)劑混合，調(diào)制成塑性瓷料，用注射成型機(jī)把瓷料于130℃～300℃溫度注射入金屬膜內(nèi)，形成瓷坯。③料漿洗注成型

將原料粉末、水(或甘油、酒精等)分散懸浮刑、粘結(jié)劑、除氣劑等制成一定濃度的料漿，注入石膏模內(nèi)，經(jīng)一定時(shí)向后形成注件，在室溫下干燥。

2/4/202340ChemistryofMaterials2004,Chapter5注漿成型工藝過(guò)程注漿成型是氧化鋁陶瓷使用最早的成型方法。由于采用石膏模、成本低；此法易于成型大尺寸、外形復(fù)雜的薄壁部件。注漿成型包括石膏模制做、粉漿制備和粉漿澆注。注漿成型的關(guān)鍵是漿料的制備。在制備漿料時(shí)，需要加入分散懸浮劑、粘結(jié)劑、除氣劑和滴定劑。

2/4/202341ChemistryofMaterials2004,Chapter5⑤冷等靜壓成型

用單向加壓成型因壓力不均勻而使坯體易變形，難以保證質(zhì)量。各向等壓成型是一種均勻加壓法。先在300MPa壓力下預(yù)成型，然后在薄膜袋中，用水、甘油為介質(zhì)，在50MPa一400Mpa壓力下成型。⑥薄膜和厚膜成型膜成型技術(shù)有流延成型和軋制成型兩種。④模壓成型

通過(guò)模沖對(duì)裝在鋼模內(nèi)的粉末施加壓力，壓制成一定尺寸和形狀的瓷坯，卸壓后，坯塊從陰模中脫出。2/4/202342ChemistryofMaterials2004,Chapter5等靜壓成形設(shè)備示意圖濕袋式等靜壓干袋式等靜壓2/4/202343ChemistryofMaterials2004,Chapter5成形方法與結(jié)合劑的選擇

特種陶瓷成形方法有很多種，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)制品的形狀選擇成形方法，而不同的成形方法需選用的結(jié)合劑不同。常見(jiàn)陶瓷成形方法、結(jié)合劑種類及用量如下所示：

成形方法

結(jié)合劑舉例

結(jié)合劑用量（質(zhì)量％）

千壓法

聚乙烯醇縮丁醛等

1~5

澆注法

丙烯基樹脂類

1~3

擠壓法

甲基纖維素等

5~15

注射法

聚丙烯等

10~25

等靜壓法

聚羧酸銨等

0~3

2/4/202344ChemistryofMaterials2004,Chapter5陶瓷擠壓成形和成形用結(jié)合劑

原料粉末、結(jié)合劑、助劑（潤(rùn)滑劑、界面活性劑等）及水經(jīng)機(jī)械混練后，用螺桿擠壓機(jī)連續(xù)式擠壓或用油壓柱塞式擠壓機(jī)擠壓成形。一般來(lái)說(shuō)，擠壓成形使用的結(jié)合劑只要用低濃度水溶液，便可顯示出高粘性的結(jié)合性能。常用的有甲基纖維素（MC）、羧甲基纖維素（CMC）、聚氧乙烯（PEO）、聚乙烯醇（PVA）、羥乙基纖維素（HEC）等。MC能很好溶于水中，當(dāng)加熱時(shí)很快膠化。CMC能很好溶于水中，分散性、穩(wěn)定性也高。PVA廣泛地用于各種成形。潤(rùn)滑劑可減少粉體間的磨擦，界面活性劑可提高原料粉末與水的潤(rùn)濕性。

2/4/202345ChemistryofMaterials2004,Chapter5熱壓燒結(jié)反應(yīng)熱壓燒結(jié)熱等靜壓燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié)法CVD法（3）燒結(jié)方法

2/4/202346ChemistryofMaterials2004,Chapter5陶瓷燒成過(guò)程（1）低溫階段（室溫～300C）（2）氧化分解階段（300～950C） 1）氧化反應(yīng) 2）分解反應(yīng)（3）高溫階段（950C～最高燒成溫度）（4）冷卻階段（燒成溫度～常溫）2/4/202347ChemistryofMaterials2004,Chapter5球形顆粒的燒結(jié)模型中期變化燒結(jié)前燒結(jié)后期孔隙球化2/4/202348ChemistryofMaterials2004,Chapter5陶瓷材料化學(xué)鍵的特點(diǎn)是以離子鍵及共價(jià)鍵為主要結(jié)合力；工藝上主要特點(diǎn)一般是先成型后燒成；從組織結(jié)構(gòu)上看多數(shù)陶瓷材料可能包括晶體相、玻璃相(非晶相)和氣孔。實(shí)際材料中的結(jié)合鍵陶瓷材料中，以離子鍵(如MgO，Al2O3，ZrO2等)、共價(jià)鍵(如金剛石、Si3N4、BN、Si、Ge、GaAs等)以及離子鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡的混合鍵結(jié)合在一起。

2/4/202349ChemistryofMaterials2004,Chapter55.1.3陶瓷基復(fù)合材料的定義與分類

陶瓷基復(fù)合材料(CMC)是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料。

陶瓷基復(fù)合材料的增韌材料主要有碳纖維(CF)、碳化硅(SiC)纖維、玻璃纖維(GF)、氧化物纖維，以及碳化物和氧化物顆粒等，基體材料主要有氧化物陶瓷、碳化物陶瓷和氮化物陶瓷等。

2/4/202350ChemistryofMaterials2004,Chapter5不同增強(qiáng)材料的陶瓷基復(fù)合材料連續(xù)纖維2/4/202351ChemistryofMaterials2004,Chapter5高溫陶瓷基復(fù)合材料專家——張立同院士

2004年，以張立同院士領(lǐng)軍研制的“耐高溫長(zhǎng)壽命抗氧化陶瓷基復(fù)合材料”獲得突破，獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，填補(bǔ)了該獎(jiǎng)項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)六年的空缺，引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。主要研究成果：“具有類似金屬斷裂行為的連續(xù)纖維增韌高溫陶瓷基復(fù)合材料”、

“連續(xù)纖維增韌碳化硅陶瓷基復(fù)合材料”等2/4/202352ChemistryofMaterials2004,Chapter5陶瓷基復(fù)合材料（CMC）2/4/202353ChemistryofMaterials2004,Chapter5陶瓷基復(fù)合材料(CMC)的分類1）按材料作用分：結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)合材料，用于制造各種受力構(gòu)件；

功能陶瓷復(fù)合材料，具有特殊的性能（如光、電、磁、熱、生物、阻尼、屏蔽等）2）按增強(qiáng)材料形態(tài)分：顆粒增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料，顆粒增強(qiáng)體包括高熔點(diǎn)、高硬度的非氧化物材料如SiC、TiB2、B4C、CBN等，而基體陶瓷一般為Al2O3、ZrO2、莫來(lái)石等2/4/202354ChemistryofMaterials2004,Chapter5纖維（晶須）增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料，纖維增韌材料主要有碳纖維(CF)、碳化硅(SiC)纖維、玻璃纖維(GF)、硼纖維(BF)、氧化物纖維等，基體材料主要有氧化物陶瓷、碳化物陶瓷和氮化物陶瓷等。片材增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料，片材選用陶瓷薄片，基體材料較多采用SiC、Si3N4、Al2O3、ZrO2等2/4/202355ChemistryofMaterials2004,Chapter52）按基體材料形態(tài)分：氧化物基陶瓷復(fù)合材料,如Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、MgO、3Al2O3·2SiO2(莫來(lái)石）等；非氧化物陶瓷復(fù)合材料，如SiC、Si3N4、TiC、B4C、ZrC、TiN、BN、TiB2等；微晶玻璃基復(fù)合材料，包括硅酸鹽、鋁硅酸鹽、硼硅酸鹽、硼酸鹽和磷酸鹽5大類；碳/碳復(fù)合材料碳/碳復(fù)合材料2/4/202356ChemistryofMaterials2004,Chapter55.1.4陶瓷基復(fù)合材料的性能

陶瓷基復(fù)合材料是在陶瓷基體中引入第二相組元構(gòu)成的多相材料，它克服了陶瓷材料固有的脆性，已成為當(dāng)前材料科學(xué)研究中最為活躍的一個(gè)方面，由微米級(jí)陶瓷復(fù)合材料發(fā)展到納米級(jí)陶瓷復(fù)合材料。

陶瓷基復(fù)合材料具有密度低、抗氧化、耐熱、比強(qiáng)度和比模量高、熱機(jī)械性能和抗熱震沖擊性能好的特點(diǎn)，工作溫度在1250～1650℃，可用作高溫發(fā)動(dòng)機(jī)的部件，是未來(lái)軍事工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵支撐材料之一。陶瓷材料的高溫性能雖好，但其脆性大。改善陶瓷材料脆性的方法包括相變?cè)鲰g、微裂紋增韌、彌散金屬增韌和連續(xù)纖維增韌等。

2/4/202357ChemistryofMaterials2004,Chapter5CMC的應(yīng)用生物陶瓷方面目前正在進(jìn)行將氧化鋁、磷石炭等用作人工牙齒、人工骨、人工關(guān)節(jié)等研究，這方面的應(yīng)用引起人們極大關(guān)注。

2/4/202358ChemistryofMaterials2004,Chapter5(1)耐熱性能優(yōu)良的特種陶瓷可望作為超高溫材料用于原子能有關(guān)的高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫電極材料等。

(2)隔熱性優(yōu)良的特種陶瓷作為新的高溫隔熱材料，用于高溫加熱爐、熱處理爐、高溫反應(yīng)容器、核反應(yīng)堆等。

(3)導(dǎo)熱性優(yōu)良的特種陶瓷極有希望用作內(nèi)部裝有大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路電子器件的散熱片。核反應(yīng)堆2/4/202359ChemistryofMaterials2004,Chapter5在注水過(guò)程中由于堆內(nèi)壓力大，注水困難，打開了泄壓閥，以降低壓力殼內(nèi)壓力，這造成安全殼內(nèi)壓力增高，使得抑壓池壓力提高，引起了抑壓池的損壞（爆裂），即安全殼已經(jīng)與廠房?jī)?nèi)大氣通了。已經(jīng)失去了安全殼對(duì)放射性物質(zhì)的隔離和屏障?？墒且⒁獾綁毫み€是完整的。安全殼（格納容器）的作用是包容可能從壓力殼內(nèi)外泄放射性物質(zhì)的安全容器。

日本福島核電站泄漏

2/4/202360ChemistryofMaterials2004,Chapter5高強(qiáng)度的特種陶瓷可用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器、葉片、渦輪、套管等；在加工機(jī)械上可用于機(jī)床身、軸承、燃燒噴嘴等。

2/4/202361ChemistryofMaterials2004,Chapter5廣州本田新雅閣陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)“梟龍”戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)2/4/202362ChemistryofMaterials2004,Chapter5耐磨性優(yōu)良的硬質(zhì)特種陶瓷主要用在軸承、切削刀具方面。

2/4/202363ChemistryofMaterials2004,Chapter5今后研究與開發(fā)的重點(diǎn)

(1)、特種陶瓷基礎(chǔ)技術(shù)的研究，例如燒結(jié)機(jī)理、檢測(cè)技術(shù)和粉末制備技術(shù)等；

(2)、超導(dǎo)陶瓷的研究；

(3)、特種陶瓷的薄膜化或非晶化是提高陶瓷功能的有效方法，因而許多國(guó)家都把它作為一項(xiàng)主要內(nèi)容加以研究；

(4)、陶瓷的纖維化是研制隔熱材料、復(fù)合增強(qiáng)材料等的重要基礎(chǔ)，目前國(guó)外，尤其是日本對(duì)陶瓷纖維及晶須增強(qiáng)金屬?gòu)?fù)合材料的研究極為重視，其研究主要集中于碳化硅及氮化硅；

(5)、多孔陶瓷由于具有特殊結(jié)構(gòu)，所以引起了各界的重視；

(6)、陶瓷與陶瓷或陶瓷與其它材料復(fù)合(陶瓷纖維增強(qiáng)陶瓷，陶瓷纖維增強(qiáng)金屬)問(wèn)題也是現(xiàn)階段的研究重點(diǎn)。

(7)、在非氮化物陶瓷中，目前國(guó)外研究最多的是陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)，高壓熱交挽器及陶瓷刀具等；

(8)、隨著生物化學(xué)，生物醫(yī)學(xué)這些新興學(xué)科的發(fā)展，生物陶瓷的開發(fā)研究也變得越來(lái)越重要。2/4/202364ChemistryofMaterials2004,Chapter55.2氧化物基陶瓷復(fù)合材料JJJJ5.2.1氧化鋁基復(fù)合材料5.2.2氧化鋯基復(fù)合材料5.2.3氧化鈦基復(fù)合材料5.2.4氧化鎂基復(fù)合材料2/4/202365ChemistryofMaterials2004,Chapter55.2.1氧化鋁基復(fù)合材料氧化鋁是氧化物精細(xì)陶瓷的代表性原料之一，具有一系列優(yōu)良性能，此外，它也是高溫耐火材料、磨料、磨具、激光材料以及氧化鋁寶石等的重要原料。一般有以下六大類：普通氧化鋁、低鈉氧化鋁、易燒結(jié)氧化鋁。高純氧化鋁、燒結(jié)氧化鋁和電熔氧化鋁。2/4/202366ChemistryofMaterials2004,Chapter5氧化鋁陶瓷材料具有優(yōu)良的絕緣性，高頻損耗小，高頻絕緣性好的特點(diǎn)；不燃、不銹，堅(jiān)固不易損壞，有著其它有機(jī)材料和金屬材料不可比擬的優(yōu)良性質(zhì)；耐磨性好，其硬度與剛玉相同，達(dá)到莫氏硬度九級(jí)，耐磨性與超硬合金相匹敵。耐熱性好，熱膨脹系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度大，熱傳導(dǎo)率好。

具有良好的耐化學(xué)腐蝕性和熔融金屬性。

氧化鋁陶瓷2/4/202367ChemistryofMaterials2004,Chapter5規(guī)格說(shuō)明用途普通氧化鋁煅燒氧化鋁的總稱，含Na2O>0.3%燒結(jié)、電熔氧化鋁、尖晶石、玻璃研磨材料、瓷器用原料低鈉氧化鋁電子元件、火花塞、機(jī)械零件、切削工具等易燒結(jié)氧化鋁一般是低鈉的機(jī)械構(gòu)件、切削工具、電子元件、耐火材料高純氧化鋁純度在99.9%以上透明氧化鋁、熒光材料（發(fā)光材料）、切削工具、單晶、電子元件等表5-3Al2O3粉末原料的種類與用途2/4/202368ChemistryofMaterials2004,Chapter5氮化二鉻-氧化鋁復(fù)合材料——中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所（發(fā)明專利）

該發(fā)明專利是一種氮化二鉻-氧化鋁（Cr2N-Al2O3）復(fù)合材料。

主要特征為：該Cr2N-Al2O3復(fù)合材料采用機(jī)械球磨的制備方法，將納米氧化鋁和納米氮化鉻粉體混合均勻，在氮?dú)鈿夥罩胁捎脽釅簾Y(jié)方法制得。

在所制備的Cr2N-Al2O3復(fù)合材料中，Cr2N的含量為3vol.%-30vol.%，納米級(jí)到微米級(jí)的Cr2N顆粒均勻分散在Al2O3基體中，密度接近理論密度，復(fù)合材料的室溫強(qiáng)度達(dá)700-800MPa，韌性4-4.8Mpa.m1/2，均較純Al2O3有明顯提高。

2/4/202369ChemistryofMaterials2004,Chapter5

碳化鉻與碳氮化鈦顆粒彌散強(qiáng)韌化氧化鋁基陶瓷復(fù)合材料——許崇海、孫德明（發(fā)明專利）

以Al2O3陶瓷為基體，同時(shí)添加Cr3C2和Ti(C，N)陶瓷硬質(zhì)顆粒作為彌散相，以Y2O3和MgO作為燒結(jié)助劑熱壓燒結(jié)而成。該Al2O3基陶瓷復(fù)合材料的組分組成為：Cr3C2為5～30％，Ti(C，N)為5～30％，Y2O3為0.2～2％，MgO為0.2～1％，其余為Al2O3。該發(fā)明的制備方法具有操作簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。與已有多相復(fù)合陶瓷相比，該發(fā)明的復(fù)合材料具有更好的綜合力學(xué)性能和優(yōu)良的耐磨損、耐腐蝕、抗氧化及抗熱震性能，可用于制作模具、刀具、噴嘴、耐磨耐蝕零部件等。

2/4/202370ChemistryofMaterials2004,Chapter55.2.2氧化鋯基復(fù)合材料以氧化鋯為主要成分的陶瓷。純氧化鋯(ZrO2)熔點(diǎn)2680℃，有單斜、四方、立方三種晶型。氧化鋯陶瓷具有耐高溫、耐磨、化學(xué)穩(wěn)定性好、離子導(dǎo)電性良好和常溫下不導(dǎo)電等特性。

可用于制作熔煉銥、鉑、鈀、銠等高熔點(diǎn)貴金屬的坩堝、承燒板、高溫發(fā)熱元件、測(cè)氧探頭、高溫電極材料(用于磁流體發(fā)電機(jī)組)、優(yōu)質(zhì)研磨體、刀具(永不生銹、耐磨、可帶電作業(yè))等。

2/4/202371ChemistryofMaterials2004,Chapter5增韌氧化鋯陶瓷刀

高溫發(fā)熱元件坩堝氧化鋯陶瓷軸承

2/4/202372ChemistryofMaterials2004,Chapter5表5-4ZrO2原料粉末的種類與用途規(guī)格說(shuō)明用途單斜氧化鋯用電熔法制得耐火材料，顏料，研磨材料的原料用濕法制得，純度高（達(dá)99.5%）壓電元件、氧傳感器的原料和光學(xué)玻璃的添加劑立方晶系氧化鋯添加MgO、CaO、Y2O3作為穩(wěn)定劑通過(guò)固溶制得主要用作CaO穩(wěn)定的電熔氧化鍺，也用作特種陶瓷，耐火材料的原料共沉淀法氧化鋯用Y2O3共沉淀制得,純度高（>99.9%），晶粒粒徑?。?lt;50nm）是精細(xì)陶瓷的一種令人矚目的原料，能在較低溫度下，且能得到高的強(qiáng)度2/4/202373ChemistryofMaterials2004,Chapter5以氧化鋯陶瓷材料為基體，以莫來(lái)石晶須為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。根據(jù)基體的結(jié)構(gòu)類型不同，可以分為莫來(lái)石晶須補(bǔ)強(qiáng)TZP陶瓷復(fù)合材料、莫來(lái)石晶須補(bǔ)強(qiáng)PSZ陶瓷復(fù)合材料兩類。氧化鋯基體的界面形成玻璃相，有利于致密化。莫來(lái)石晶須的加入可以大幅度提高氧化鋯陶瓷的高溫強(qiáng)度，而對(duì)室溫強(qiáng)度影響不大。例如在1600℃，200MPa，斷裂韌性為13.0MPa·m1/2，1000℃時(shí)的抗彎強(qiáng)度約為400MPa。這類材料主要采用熱壓的方法制備?？梢杂糜诮^熱、耐磨等部件上。

莫來(lái)石晶須補(bǔ)強(qiáng)氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料

莫來(lái)石

莫來(lái)石是Al2O3-SiO2二元系中常壓下唯一穩(wěn)定存在的二元化合物，天然莫來(lái)石非常少，通常用燒結(jié)法或電熔法等人工合成。

2/4/202374ChemistryofMaterials2004,Chapter5羥基磷灰石-二氧化鋯復(fù)合生物陶瓷材料及其制備方法以二氧化鋯為基體中心層，并在其上下面分別鋪上按不同比例混合的二氧化鋯和羥基磷灰石的混合中間層，最外面鋪上一層純羥基磷灰石的表面層，形成一種梯度疊層復(fù)合結(jié)構(gòu)；在鋼模中，在壓力為10～30MPa下干壓成形，再在1500～1600℃高溫下無(wú)壓燒結(jié)，就可得到羥基磷灰石-二氧化鋯復(fù)合生物陶瓷材料。該方法制得的復(fù)合材料，其抗彎強(qiáng)度為900～1100MPa，斷裂韌性(K1C)為7～10MPa·m1/2，粗糙度為0.50～5.0μm；該復(fù)合材料的生物相容性好，可以滿足人體不同部位的承載種植體的需要。2/4/202375ChemistryofMaterials2004,Chapter5

二氧化鈦俗稱鈦白粉。是制造鈦酸鋇電容器陶瓷、熱敏陶瓷和壓電陶瓷等電子材料的重要原料。納米氧化鈦是由高科技產(chǎn)品，按其晶相不同分為金紅石相和銳鈦礦相兩大系列。金紅石相納米氧化鈦具有獨(dú)特的顆粒形狀、良好的分散性和極高的紫外屏蔽性能（經(jīng)紫外分光光度儀檢測(cè)，其紫外屏蔽率高達(dá)99.99%以上）?？蓮V泛應(yīng)用于空氣凈化、污水處理、抗菌陶（搪）瓷和工業(yè)催化等領(lǐng)域。納米氧化鈦制品5.2.3氧化鈦基復(fù)合材料2/4/202376ChemistryofMaterials2004,Chapter5摻雜納米二氧化鈦陶瓷膜的制備方法屬于納米材料領(lǐng)域。步驟如下：(1)在劇烈攪拌下將25-50mL鈦酸丁酯緩慢滴加到80-100mL無(wú)水乙醇中，經(jīng)10-30min攪拌，得溶液A；(2)將1.0％-2.5％檸檬酸緩慢加入A中，劇烈攪拌30-60min，得溶液B；(3)將去離子水和0.2％-1.0％氯化鋁溶液緩慢滴加到B中，劇烈攪拌40-60min，得膠體溶液；(4)以α-Al2O3為骨料，添加成孔劑，粘結(jié)劑，擠壓成型后燒結(jié)成載體；(5)把干燥的α-Al2O3陶瓷載體浸入膠體溶液中后取出；(6)陶瓷膜片在相對(duì)濕度為65％及室溫條件下干燥12-20小時(shí)；(8)然后在電阻爐中升至400-600℃并保持2小時(shí)，隨爐自然冷卻。本發(fā)明制備的摻雜納米二氧化鈦陶瓷膜高溫下性質(zhì)穩(wěn)定，明顯提高了TiO2光催化活性。

摻雜納米二氧化鈦陶瓷膜的制備方法2/4/202377ChemistryofMaterials2004,Chapter5一種多孔二氧化鈦陶瓷的制備方法本發(fā)明公開了一種多孔二氧化鈦陶瓷的制備方法。其特征為：(1)以球形聚甲基丙烯酸甲脂和TiO2為主要原料，聚乙烯亞胺和乙二醇為輔助原料；(2)將聚甲基丙烯酸甲脂和TiO2分別加蒸餾水制成懸浮液，并嚴(yán)格控制兩種懸浮液的pH值；在TiO2懸浮液中加入聚乙烯亞胺作它的分散劑并進(jìn)行超聲；將超聲好的TiO2懸浮液慢慢地添加到聚甲基丙烯酸甲酯的懸浮液中，緩慢攪拌并加入乙二醇；(3)將上述混合后的懸浮液通過(guò)真空抽濾、干燥、煅燒的工藝，制備出孔徑尺寸可控，孔徑分布均勻的TiO2微米級(jí)多孔陶瓷。本發(fā)明生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，容易控制；所制備的TiO2多孔陶瓷具有孔徑尺寸可控和孔徑均勻分布的特點(diǎn)。2/4/202378ChemistryofMaterials2004,Chapter5規(guī)格說(shuō)明用途輕燒氧化鎂用作合成橡膠的填料、制藥、鋼鐵冶煉的添加劑與鎂鐵氧體。純度有98%、99%、99.9%幾種，而用于陶瓷的是純度為99.9%輕燒氧化鎂重?zé)趸V用作耐火材料的原料,引發(fā)劑載體、填料等重?zé)趸V電熔氧化鎂用作耐火材料、電加熱器、熱電偶的原料電熔氧化鎂表5-5.MgO的種類與用途5.2.4氧化鎂基復(fù)合材料2/4/202379ChemistryofMaterials2004,Chapter5氧化鎂陶瓷產(chǎn)品2/4/202380ChemistryofMaterials2004,Chapter5鈦酸鹽： BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3等鋯酸鹽： BaZrO3、SrZrO3等錫酸鹽： BaSnO3、CaSnO3、CdSnO3等鈮酸鹽： LiNbO3、KNbO3等銻酸鹽： BaSb2O6、SrSb2O6、MgSb2O6等鋁酸鹽：尖晶石MgAl2O4鋁硅酸鹽：莫來(lái)石3Al2O3?2SiO2堇青石： 2MgO?2Al2O3?5SiO2PZT鋯鈦酸鉛：PbTiO3與BaTiO3形成的連續(xù)固溶體復(fù)合氧化物——復(fù)合陶瓷2/4/202381ChemistryofMaterials2004,Chapter5由兩種或兩種以上的化合物構(gòu)成的復(fù)合陶瓷。例如，由氧化鋁和氧化鎂結(jié)合而成的鎂鋁尖晶石陶瓷，由氮化硅和氧化鋁結(jié)合而成的氧氮化硅鋁陶瓷，由氧化鉻、氧化鑭和氧化鈣結(jié)合而成的鉻酸鑭鈣陶瓷，由氧化鋯、氧化鈦、氧化鉛、氧化鑭結(jié)合而成的鋯鈦酸鉛鑭（PLZT）陶瓷等等。

氧化鋯復(fù)合陶瓷微珠

氧化鋁復(fù)合陶瓷刀片

2/4/202382ChemistryofMaterials2004,Chapter55.3非氧化物基陶瓷復(fù)合材料JJJJ5.3.1碳化物基復(fù)合材料5.2.2氮化物基復(fù)合材料5.2.3硼化物基復(fù)合材料5.2.4硅化物基復(fù)合材料2/4/202383ChemistryofMaterials2004,Chapter5碳化硅β-SiC非晶碳化硅SiC5.3.1碳化物基復(fù)合材料特點(diǎn)：很高的熔點(diǎn)、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、高硬度、高抗氧化能力、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。種類：SiC、B4C、WC、TiC、TaC、HfC、ZrC等2/4/202384ChemistryofMaterials2004,Chapter5晶須放大照片碳化硅晶須樣品碳化硅（SiC）是一種非常硬而脆的材料。在還原氣氛中，碳化硅具有很好的耐燒蝕與化學(xué)腐蝕能力。2/4/202385ChemistryofMaterials2004,Chapter5碳化硅陶瓷的特點(diǎn)高溫強(qiáng)度高，在1400℃時(shí)抗彎強(qiáng)度仍保持在500～600MPa，而其它陶瓷材料到1200～1400℃時(shí)強(qiáng)度水平顯著降低。具有很高的熱傳導(dǎo)能力，在陶瓷中僅次于氧化鈹陶瓷。具有較好的熱穩(wěn)定性、耐磨性、耐腐蝕性和抗蠕變性能。5.3.1碳化物基復(fù)合材料2/4/202386ChemistryofMaterials2004,Chapter5碳化硅陶瓷的應(yīng)用研磨球噴嘴

陶瓷泵密封件2/4/202387ChemistryofMaterials2004,Chapter5反應(yīng)燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品性能反應(yīng)燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨、耐高溫、耐腐蝕、抗熱震性好、導(dǎo)熱系數(shù)大以及良好的抗氧化性等優(yōu)越的性能。因此這種材料可制成多種幾何形狀和不同用途的產(chǎn)品。

產(chǎn)品主要有：方梁、棍棒、噴火咀、輻射管、熱電偶保護(hù)套管噴砂咀、耐磨件、脫硫噴咀、匣缽、坩堝、密封件以及特殊形狀的耐磨結(jié)構(gòu)件等

2/4/202388ChemistryofMaterials2004,Chapter5

碳化硅陶瓷基復(fù)合材料是一種新型制動(dòng)材料。20世紀(jì)90年代中期，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開始進(jìn)行將碳化硅陶瓷基復(fù)合材料應(yīng)用于制動(dòng)領(lǐng)域的研究，現(xiàn)已經(jīng)成為高性能制動(dòng)材料的—個(gè)重要方向。2001年波爾舍汽車公司生產(chǎn)出碳化硅陶瓷基復(fù)合材料陶瓷制動(dòng)盤，與金屬制動(dòng)材料相比質(zhì)量減輕了50％，而有效摩擦力提高了25％。英國(guó)SABWabco公司已經(jīng)研制出了碳化硅陶瓷基復(fù)合材料制動(dòng)閘瓦，試用于法國(guó)TGV—NG高速列車。日本新干線正在試用碳化硅陶瓷基復(fù)合構(gòu)料的制動(dòng)閘瓦。

2/4/202389ChemistryofMaterials2004,Chapter55.2.2氮化物基復(fù)合材料高導(dǎo)熱氮化鋁基復(fù)相陶瓷由于結(jié)合鍵強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的影響，氮化物具有硬度高、熔點(diǎn)高、相對(duì)密度小、熱穩(wěn)定性好和熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)。氮化硅陶瓷氮化硅產(chǎn)品氮化硅刀具2/4/202390ChemistryofMaterials2004,Chapter5強(qiáng)度高，反應(yīng)燒結(jié)氮化硅室溫抗彎強(qiáng)度為200MPa，到1200-1350℃仍保持較高強(qiáng)度。熱壓氮化硅室溫抗彎強(qiáng)度可達(dá)500MPa；抗熱震性能和抗高溫蠕變性能比其它陶瓷材料好；硬度高，摩擦系數(shù)低，為0.1-0.2，是一種極其優(yōu)良的耐磨材料；具有自潤(rùn)滑性，可在無(wú)潤(rùn)滑的磨損條件下工作。氮化硅陶瓷的特點(diǎn)2/4/202391ChemistryofMaterials2004,Chapter5

氮化硅陶瓷是一種燒結(jié)時(shí)不收縮的無(wú)機(jī)材料。它是用硅粉作原料，先用通常成型的方法做成所需的形狀，在氮?dú)庵屑埃保玻埃啊娴母邷叵逻M(jìn)行初步氮化，使其中一部分硅粉與氮反應(yīng)生成氮化硅。然后在１３５０℃～１４５０℃的高溫爐中進(jìn)行第二次氮化，反應(yīng)成氮化硅。用熱壓燒結(jié)法可制得達(dá)到理論密度９９％的氮化硅。氮化硅的強(qiáng)度很高，尤其是熱壓氮化硅，是世界上最堅(jiān)硬的物質(zhì)之一。它極耐高溫，強(qiáng)度一直可以維持到１２００℃的高溫而不下降，受熱后不會(huì)熔成融體，一直到１９００℃才會(huì)分解，并有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無(wú)機(jī)酸和３０％以下的燒堿溶液，也能耐很多有機(jī)酸的腐蝕；同時(shí)又是一種高性能電絕緣材料。

2/4/202392ChemistryofMaterials2004,Chapter5氮化硅由于具有高強(qiáng)度、高耐磨性、低密度（輕量化）、耐熱化、耐腐蝕性等優(yōu)良性能，所以適用于制造渦輪加料機(jī)葉輪、搖臂式燒嘴、輔助燃燒室等汽車用陶瓷部件。這些部件要求復(fù)雜的形狀、高精度尺寸和高可靠性。不允許有內(nèi)在缺陷（裂紋、氣孔、異物等）和表面缺陷。

2/4/202393ChemistryofMaterials2004,Chapter55.2.3硼化物基復(fù)合材料過(guò)渡金屬硼化物具有高電導(dǎo)、高熔點(diǎn)、高硬度和高穩(wěn)定性。比較高的熱傳導(dǎo)性和強(qiáng)度，使其熱穩(wěn)定性比較好。抗蠕變性很好。導(dǎo)電復(fù)合陶瓷蒸發(fā)舟

2/4/202394ChemistryofMaterials2004,Chapter5硅化物陶瓷硫化物陶瓷硅化物陶瓷既具有金屬導(dǎo)電性又有半導(dǎo)體性，其抗氧化性比較好，在常溫下硬而脆，熱導(dǎo)率較高，有良好的熱穩(wěn)定性。硫化物是金屬或半金屬元素與硫結(jié)合而成的天然化合物。絕大部分是熱液作用的產(chǎn)物。如CdS，用其制備的陶瓷具有光傳導(dǎo)性，用作光敏材料和太陽(yáng)能電池。2/4/202395ChemistryofMaterials2004,Chapter5表5-6各種非氧化物陶瓷的特性J2/4/202396ChemistryofMaterials2004,Chapter55.4碳/碳復(fù)合材料（C/C）

碳/碳復(fù)合材料（C/C）是由碳纖維及其制品（碳?xì)?、碳布等）增?qiáng)的碳基復(fù)合材料。一般C/C是由碳纖維及其制品作為預(yù)制體，通過(guò)化學(xué)氣相沉積法（CVD）或液態(tài)樹脂、瀝青浸漬碳化法獲得C/C的基體碳來(lái)制備的。CVD法得到基體碳為沉積碳，采用樹脂或?yàn)r青碳化得到的基體碳分別為樹脂碳和瀝青碳。2/4/202397ChemistryofMaterials2004,Chapter51963年，日本大谷杉郎成功地研制出瀝青基碳纖維，使制造高模、高強(qiáng)、低成本的碳纖維等成為可能，極大促進(jìn)了碳碳復(fù)合材料的研制。六十年代末期，美國(guó)已成功地將碳碳復(fù)合材料用于火箭噴管，英國(guó)Dunlop公司在1974年成功地將碳碳復(fù)合材料剎車盤用于協(xié)和號(hào)飛機(jī)。七十年代起，碳碳復(fù)合材料在美國(guó)和歐洲得到很大發(fā)展，推出了碳纖維多向編織技術(shù)，高壓液相浸漬工藝及化學(xué)氣相浸滲法((CVI)，并利用這些方法制得了高密度的碳/碳復(fù)合材料，為碳l碳復(fù)合材料的制造、批量生產(chǎn)