陶瓷的原料(什么是陶瓷基复合材料?)

什么是陶瓷基复合材料?

陶瓷基复合材料是一种含有陶瓷成分的复合材料。陶瓷基复合材料可以由任何种类的陶瓷组分制成。通常,碳和碳纤维也被认为是陶瓷基复合材料。陶瓷基复合材料也称为多相复合陶瓷或复相陶瓷。这个名字点出了从陶瓷基体到陶瓷基复合材料的秘密,即在陶瓷基体中引入第二相材料,使其增强增韧。为了实现这种转变,有许多问题需要考虑。例如,在多相复合陶瓷的研究中,首先必须考虑的是两相或多相之间的化学相容性(在制造和使用温度下,纤维与基体不会发生化学反应,不会引起性能下降)和物理相容性(两相的热膨胀和弹性相匹配,使纤维的热膨胀系数和弹性模量通常高于基体)。为了获得可靠的数据,不仅要通过热力学计算粗略估算,还要通过实验反复验证。

陶瓷基复合材料是如何分类的?

陶瓷基复合材料是一个庞大的家族。根据不同的标准,我们可以将其分为不同的类型。按材料的功能可分为用于制造各种受力零件的结构陶瓷基复合材料和具有各种特殊性能的功能陶瓷基复合材料。目前,陶瓷基复合材料的强韧化途径包括颗粒弥散和纤维增强。因此,按增强材料分,有颗粒增强陶瓷复合材料、纤维(晶须)增强陶瓷基复合材料和片状增强陶瓷复合材料。一般来说,用作陶瓷基复合材料的基体主要包括氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、玻璃和碳。以此分类标准,还可分为氧化物陶瓷基复合材料、非氧化物陶瓷基复合材料、微玻璃基复合材料和碳/碳复合材料。

陶瓷基复合材料的应用有哪些?

陶瓷基复合材料在耐高温和耐磨方面优于其他复合材料,为航空航天空做出了巨大贡献。卫星和载人飞船的成功发射依赖于被称为“烧蚀材料”的陶瓷基复合材料,这种材料可以在1200℃到1900℃下使用。因此,即使航天器从外层空返回地球时,也与大气层发生剧烈摩擦并散发出惊人的热量,而“烧蚀材料”可以保护航天器本体。

陶瓷基复合材料除了用于航空航天零件外,还可用于滑动构件、发动机零件、刀具等。在汽车工业领域,用先进复合材料制成的产品可以替代同等性能的钢材,而且比原来的钢材轻70%左右,还可以一次成型。此外,先进复合材料在化工、纺织、医疗、精密仪器等领域也发挥着不可估量的作用。

目前,先进复合材料的研究非常活跃,正从宏观复合向微观复合、从强二元混杂向超级混杂、从结构复合向多功能复合发展。

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