复合材料陶瓷
㈠ 什么是陶瓷基复合材料
合成材料
合成材料又称人造材料,是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料,其特质与原料不同,如塑料、玻璃、钢铁等。
无机非金属材料
无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、棚化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、棚酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。元机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。元机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。在晶体结构上,元旦主企是材料的元素结合力主更主Af键、共价键主豆子-共价混合蟹。这些化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。元机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的元机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型元机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、非晶态材料(noncrystal material〉、人工晶体〈artificial crys-tal〉、无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic fibre〉等。
无机非金属材料的分类
(1)传统无机非金属材料:水泥、玻璃、陶瓷等硅酸材料。
㈡ 陶瓷基复合材料有何特性
由纤维增强陶瓷的陶瓷基复合材料既可保留陶瓷材料耐高温、高硬高强和耐磨蚀的性能,同时又克服了陶瓷的脆性,陶瓷基复合材料可满足1200℃~1900℃的使用条件。人造地球卫星、载人宇宙飞船等的发射成功,取决于称为“烧蚀材料“的陶瓷基复合材料,当宇宙飞行器从外层空间返回地球时,稠密的大气层是它的必经之地,高速的飞行速度使飞行器和空气之间产生强烈的摩擦,由此而放出的热量瞬间可高达8000℃~10000℃,”烧蚀材料”此时吸收大量的热烧掉自己的一部分,与些同时使周围的温度降低,以保证飞行器本体安然无恙。
陶瓷基复合材料除了用于航空航天部件,还可用于滑动构件、发动机部件和刀件具等。法国用长纤维增强碳化硅复合材料作为超高速列车的制动机,其优异的摩擦磨损特性是传统制动件无法相比的。
陶瓷基复合材料以优异的耐高温和耐磨损性能取胜于其他复合材料,但由于价格昂贵使其应用受到一定限制。
先进复合材料为航天航空事业做出了重大贡献,最新研究结果表明,在某些特种飞机上先进复合材料用量已占50%以上,美国最新生产的具有隐身功能的轰炸机B-2,其机体的结构材料几乎全是复合材料。当今先进复合材料已广泛扩展到其他领域,如用复合材料制成的箭,其箭杆重量减轻4%,命中率也大大提高。在汽车工业领域,用先进复合材料制成的制件代替同样性能的钢制件,可减重70%左右,而且在工艺上可一次成型,可用来制造汽车车体、受力构件、发动机架和内部构件。先进复合材料在化工、纺织业、医疗和精密仪器等领域也发挥着不可估量的作用。
先进复合材料的研究十分活跃,发展趋向有以下特点:由宏观复合向微观复合发展;由增强性的双元混杂向超混杂复合发展;由结构复合向多功能复合发展。复合材料除具有力学性能外,还有其他如电、磁、光等性能。
㈢ 陶瓷基复合材料有什么作用
由纤维增强陶瓷的陶瓷基复合材料既可保留陶瓷材料耐高温、高硬高强和耐磨蚀的性能,同时又克服了陶瓷的脆性,陶瓷基复合材料可满足1200℃~1900℃的使用条件。人造地球卫星、载人宇宙飞船等的发射成功,取决于称为“烧蚀材料”的陶瓷基复合材料,当宇宙飞行器从外层空间返回地球时,稠密的大气层是它的必经之地,高速的飞行速度使飞行器和空气之间产生强烈的摩擦,由此而放出的热量瞬间可高达8000℃~10000℃,“烧蚀材料”此时吸收大量的热烧掉自己的一部分,与些同时使周围的温度降低,以保证飞行器本体安然无恙。
陶瓷基复合材料除了用于航空航天部件,还可用于滑动构件、发动机部件和刀件具等。法国用长纤维增强碳化硅复合材料作为超高速列车的制动机,其优异的摩擦磨损特性是传统制动件无法相比的。
陶瓷基复合材料以优异的耐高温和耐磨损性能取胜于其他复合材料,但由于价格昂贵使其应用受到一定限制。
先进复合材料为航天航空事业做出了重大贡献,最新研究结果表明,在某些特种飞机上先进复合材料用量已占50%以上,美国最新生产的具有隐身功能的轰炸机B-2,其机体的结构材料几乎全是复合材料。当今先进复合材料已广泛扩展到其他领域,如用复合材料制成的箭,其箭杆重量减轻4%,命中率也大大提高。在汽车工业领域,用先进复合材料制成的制件代替同样性能的钢制件,可减重70%左右,而且在工艺上可一次成型,可用来制造汽车车体、受力构件、发动机架和内部构件。先进复合材料在化工、纺织业、医疗和精密仪器等领域也发挥着不可估量的作用。
先进复合材料的研究十分活跃,发展趋向有以下特点:由宏观复合向微观复合发展;由增强性的双元混杂向超混杂复合发展;由结构复合向多功能复合发展。复合材料除具有力学性能外,还有其他如电、磁、光等性能。
㈣ 金属陶瓷复合材料有什么特点
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。陶瓷基体可为氮化硅、版碳化硅等权高温结构陶瓷。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。
㈤ 制备陶瓷基复合材料的方法有哪些
1、料浆浸渍和热压烧结法
料浆浸渍和热压烧结法的基本原理是将具有可烧结性的基体原料粉末与连续纤维用浸渍工艺制成坯件,然后高温下加压烧结,使基体材料与纤维结合成复合材料 。
2、直接氧化沉积法
直接氧化沉积法最早被用于制备A12O3/A1复合材料,后推广用于制备连续纤维增强氧化物陶瓷基复合材料。LANXIDE法工艺原理为:将连续纤维预成型坯件置于熔融金属上面,因毛细管作用,熔融金属向预成型体中渗透。由于熔融金属中含有少量添加剂,并处于空气或氧化气氛中,浸渍到纤维预成型体中的熔融金属与气相氧化剂反应形成氧化物基体,产生的氧化物沉积在纤维周围,形成含有少量残余金属的、致密的连续纤维增强陶瓷基复合材料。此种方法适用于制备以氧化铝为基体的陶瓷基复合材料,如SiC/A1203,在1200~C的抗弯强度为350MPa,断裂韧性为18 MPa·m1/2 ,室温时的抗弯强度为450 MPa,断裂韧性为21 M Pa·m1/2
3、溶胶-凝胶法
溶胶一凝胶法(Sol—ge1)是用有机先驱体制成的溶胶浸渍纤维预制体,然后水解、缩聚,形成凝胶,凝胶经干燥和热解后形成复合材料。此工艺组分纯度高,分散性好,而且热解温度不高(低于1400~C),溶胶易于润湿纤维,因此更利于制备连续纤维增强陶瓷基复合材料。该工艺缺点是:由于是用醇盐水解来制得基体,所以复合材料的致密性差,不经过多次浸渍很难达到致密化,且此工艺不适于部分非氧化物陶瓷基复合材料的制备。
㈥ 碳化硅陶瓷属于复合材料吗
碳化硅陶瓷属于复合材料吗?
通常意义上的碳化硅陶瓷是单相陶瓷材料,并不内属
于复合材料。但是容碳化硅陶瓷可以通过复合各种纤维(一
般是碳纤维或碳化硅纤维),组成碳化硅陶瓷的纤维复合
材料;或者通过与其他材料叠层复合,组成碳化硅陶瓷叠
层复合材料;碳化硅陶瓷还可以与其他材料颗粒复合组成
碳化硅复合材料等等。所以,复合材料一定是一种以上
的材料或组分组成的材料。单一的碳化硅陶瓷并不属于
复合材料。
㈦ 陶瓷复合材料的种类
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)氮化硅陶瓷基体
以氮化硅为主要成分的陶瓷称氮化硅陶瓷,氮化硅陶瓷有两种形态。此外氮化硅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 以碳化硅为主要成分的陶瓷称为碳化硅陶瓷。碳化硅是一种非常硬和抗磨蚀的材料,以热压法制造的碳化硅用来作为切割钻石的刀具。碳化硅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。
㈧ 陶瓷复合材料的介绍
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版种以上材料权的特点,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。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。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。
㈨ 碳纤维陶瓷复合材料怎么制作
可以找高温复合材料或陶瓷材料相关书籍。
简单的说就是把碳纤维加到陶瓷瓷原料中进行烧结,同时要避免碳纤维被高温氧化。
当然和我们生活陶瓷工艺是有非常大区别的。
㈩ 陶瓷基复合材料的介绍
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。陶瓷基体可为氮内化硅、碳容化硅等高温结构陶瓷。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。