陶瓷复合材料详细资料大全

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复合材料通常具有不同材料相互取长补短的良好综合性能。复合材料兼有两种或两种以上材料的特点，能改善单一材料的性能，如提高强度、增加韧性和改善介电性能等。作为高温结构材料用的陶瓷复合材料，主要用于宇航，军工等部门。此外，在机械、化工、电子技术等领域也广泛采用各种陶瓷复合材料。

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。陶瓷基体可为氮化矽、碳化矽等高温结构陶瓷。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。陶瓷基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。其最高使用温度主要取决于基体特征。

基本介绍中文名：陶瓷复合材料组成：陶瓷与陶瓷或陶瓷基体材料套用：机械、化工、电子技术优点：有优异的耐高温性能材料,性能,种类, 材料陶瓷与陶瓷或陶瓷基体材料与其他材料所组成的多相材料。主要有陶瓷与金属复合材料，如特种无机纤维或晶须增强金属材料、金属陶瓷、复合粉料等；陶瓷与有机高分子材料的复合材料，如特种无机纤维或晶须增强有机材料等；陶瓷与陶瓷的复合材料，如特种无机纤维、晶须、颗粒、板晶等增韧补强陶瓷材料。陶瓷基复合材料通常可分为颗粒补强陶瓷基复合材料和纤维补强陶瓷基复合材料两类。性能 (1)陶瓷能够很好地渗透进纤维点须和颗粒增强材料； (2)同增强材料之间形成较强的结合力； (3)在制造和使用过程中同增强纤维间没有化学反应； (4)对纤维的物理性能没有损伤； (5)很好的抗蠕变、抗冲击、抗疲劳性能； (6)高韧性； (7)化学稳定性，具有耐腐蚀、耐氧化、耐潮湿等化学性能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。此外，还有一些会以混合氧化物的形态存在氧化物陶瓷基体 (1)氧化铝陶瓷基体以氧化铝为主要成分的陶瓷称为氧化铝陶瓷，氧化铝仅有一种热动力学稳定的相态。氧化铝陶瓷包括高纯氧化铝瓷，99氧化铝陶瓷，95氧化铝陶瓷，85氧化铝陶瓷等 (2)氧化锆陶瓷基体以氧化锆为主要成分的陶瓷称为氧化锆陶瓷。氧化锆密度5.6-5.9g/cm3 ，熔点2175℃。稳定的氧化锆陶瓷的比热容和导热系数小，韧性好，化学稳定性良好．高温时具有抗酸性和抗碱性。氮化物陶瓷基体氮化物陶瓷基体氮化物陶瓷基体氮化物陶瓷基体 (1)氮化矽陶瓷基体以氮化矽为主要成分的陶瓷称氮化矽陶瓷，氮化矽陶瓷有两种形态。此外氮化矽还具有热膨胀系数低，优异的抗冷热聚变能力，能耐除氢氟酸外的各种无机酸和碱溶液，还可耐熔融的铅、锡、镍、黄钢、铝等有色金属及合金的侵蚀且不粘留这些金属液。 (2) 氮化硼陶瓷基体以氮化硼为主要成分的陶瓷称为氯化硼陶瓷。氮化硼是共价键化合物，碳化物陶瓷基体碳化物陶瓷基体碳化物陶瓷基体碳化物陶瓷基体以碳化矽为主要成分的陶瓷称为碳化矽陶瓷。碳化矽是一种非常硬和抗磨蚀的材料，以热压法制造的碳化矽用来作为切割钻石的刀具。碳化矽还具有优异的抗腐蚀性能，抗氧化性能 (1)碳化硼陶瓷基体以碳化硼为主要成分的陶瓷称为碳化硼陶瓷。碳化硼是一种低密度、高熔点、高硬度陶瓷。碳化硼粉末可以通过无压烧结、热压等制备技术形成致密的材料。

氧化铝陶瓷机械强度高、硬度大、高温绝缘电阻高、导热性良好等优良综合技术性能。另外，价格相对便宜、加工制造技术较为成熟等优势，被广泛应用于电子、电器、机械、化工、纺织、汽车、冶金和航空航天等行业。下面一起来了解氧化铝陶瓷的增韧方法及氧化铝陶瓷的应用。

氧化铝陶瓷的增韧方法

1、层状结构增韧

层状复合陶瓷材料由多层材料组成。每层的弹性模量、线胀系数不同，从而导致层间产生宏观应力，在表面产生压应力。在受外力作用下，可以最大限度吸收应变能，并且使裂纹沿界面产生反复偏转、拐折。

2、纤维复合增韧

纤维复合对陶瓷的增韧效率好，是目前陶瓷系列中所不能达到的最高韧性，可达20Mpa.m1/2左右，所以改善陶瓷材料脆性是非常有效的途径。

3 、自增韧

自增韧在一定工艺条件下，能生长出增韧、增强相。在一定程度上可以消除基体相与增韧相在物理上的不相容性，而保证基体相与增韧相的热力学稳定性。

氧化铝陶瓷的应用

1、机械方面

氧化铝陶瓷的抗弯强度可达250MPa，而热压产品可达500MPa ，再加上优良的抗磨损性能等，所以被广泛运用于制造刀具、球阀、磨轮、陶瓷钉、轴承等。

2、电子/电力方面