陶瓷基復(fù)合材料

1、論文撰寫者：論文撰寫者：潘靜雯潘靜雯王興賢王興賢答辯答辯主講人：主講人： 朱麗玲朱麗玲論文修改者：論文修改者： 陳汝英陳汝英PPT制作者：制作者：陳宇盈陳宇盈鄒潔平鄒潔平4.制備制備2.分類分類陶瓷基復(fù)合陶瓷基復(fù)合材料材料3.增韌機(jī)理增韌機(jī)理5.結(jié)束語結(jié)束語1.概述概述論文框架論文框架 陶瓷簡介：陶瓷簡介： 陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高硬度、低密度、 耐高溫、耐磨損等優(yōu)良的性能，但其脆性大的弱點(diǎn)限制了它的廣泛應(yīng)用。 概述概述 什么是陶瓷基復(fù)合材料？什么是陶瓷基復(fù)合材料？ 陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料。分類分類1.按基體的類型分按基體的類型分3.按基體與復(fù)合相的關(guān)系分按基體

2、與復(fù)合相的關(guān)系分2.按復(fù)合相的狀態(tài)分按復(fù)合相的狀態(tài)分玻璃及玻璃陶瓷基體復(fù)合材料高溫陶瓷基復(fù)合材料 顆粒陶瓷基復(fù)合材料 短纖維陶瓷基復(fù)合材料 晶須陶瓷基復(fù)合材料 晶片陶瓷基復(fù)合材料 長纖維陶瓷基復(fù)合材料 納米陶瓷基復(fù)合材料纖維陶瓷基復(fù)合材料梯度陶瓷基復(fù)合材料增韌機(jī)理增韌機(jī)理相變增韌相變增韌 相變增韌的主要是在應(yīng)力場的作用下由分散相的相變產(chǎn)生應(yīng)力場，抵消外加應(yīng)力，阻止裂紋擴(kuò)展，達(dá)到增韌目的。微裂紋增韌微裂紋增韌延性相增韌延性相增韌脆性纖維和晶須增韌脆性纖維和晶須增韌可分為：負(fù)荷傳遞 基體預(yù)應(yīng)力 裂紋偏轉(zhuǎn) 纖維拔出 裂紋橋接。 微裂紋增韌主要是由于殘余應(yīng)變場與裂紋在分散相周圍發(fā)生反應(yīng)，從而使裂紋尖端

3、產(chǎn)生微裂紋分支，在一定程度上改善韌性, 但也會(huì)使強(qiáng)度下降。延性相增韌主要是指粒子強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化，通過第2相粒子的加入，使應(yīng)力與外應(yīng)力發(fā)生相互作用，導(dǎo)致裂紋前進(jìn)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)、繞道，從而提高材料的抗斷能力，達(dá)到增韌目的。氮化硅陶瓷基復(fù)合材料氮化硅陶瓷基復(fù)合材料特性制備應(yīng)用與前景特性特性1.Si3N4陶瓷基復(fù)合材料是一種燒結(jié)時(shí)不收縮的無機(jī)材料。 2 2.Si3N4陶瓷基復(fù)合材料的強(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。 3.Si3N4陶瓷基復(fù)合材料極耐高溫，強(qiáng)度一直可以維持到1的高溫而不下降，受熱后不會(huì)熔成融體，一直到才會(huì)分解，特性特性7.Si3N4陶瓷基復(fù)合材料還有良好的透微波 性

4、能。介電性以及高溫強(qiáng)度。5.Si3N4陶瓷基復(fù)合材料一種高性能電絕緣材料。4.Si3N4陶瓷基復(fù)合材料有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無機(jī)酸和以下的燒堿溶液，也能耐很多有機(jī)酸的腐蝕。方法及流程方法及流程球磨： 球磨既是細(xì)化原 料的過程也是混合原料的過程。 塑化：所謂塑化是指利用塑化劑使原來 無塑性的坯料具有可塑性的過程成型：成型也叫干壓成型。干壓成型在特種陶瓷生產(chǎn)中是較常用的成型方法，因?yàn)樗に嚭唵危僮鞣奖?，周期短，效率高，便于?shí)行自動(dòng)化生產(chǎn)。此外，干壓成型的坯體密度大，尺寸精確，收縮小，機(jī)械強(qiáng)度高，電性能好。 預(yù)氮化：試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)反復(fù)預(yù)氮化的Si粉，其反應(yīng)燒結(jié)的效果最好， 得到的硬度和密

5、度也最，也有利于后續(xù)最終氮化的進(jìn)行。配料混料球磨2小時(shí)(20分鐘)，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分塑化成型預(yù)氮化反應(yīng)燒結(jié) 球磨機(jī)圖球磨機(jī)圖 壓膜成型機(jī)械圖壓膜成型機(jī)械圖反應(yīng)燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié)氮化硅是把Si的微細(xì)粉末的成型體在氮?dú)庵屑訜幔玫絊i3N4的燒結(jié)體。若在預(yù)成型體中引入其它相，就可獲得各種復(fù)合材料。如在Si預(yù)型體中加入SiC，氮化后即獲得Si3N4-SiC復(fù)合材料。 原理原理反應(yīng)方程式反應(yīng)方程式 3Si+2N2 Si3N4 高溫高溫反應(yīng)燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié) 反應(yīng)裝置反應(yīng)裝置-燒結(jié)爐燒結(jié)爐反應(yīng)燒結(jié)流程反應(yīng)燒結(jié)流程反應(yīng)燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié)料坯裝爐，靜置約10小時(shí)以20C/h的速度程序升溫到400C，并抽真空1.5h

6、通入氣體，保持20 /h的升溫速率升溫到500用20個(gè)小時(shí)的時(shí)間把爐溫升至1000改變通氣組分，升溫，維持24h保溫溫度升高到1360，爐壓穩(wěn)定后開始斷電冷卻，至800C，停止通氣通入N2N2：H2=95:5應(yīng)用應(yīng)用 應(yīng)用范圍： 高溫工程的部件； 冶金工業(yè)的高級耐火材料； 化工工業(yè)中的抗腐蝕部件和密封部件； 機(jī)械加工工業(yè)的刀具和刃具。 限制因素： 價(jià)格昂貴，為最大限制因素； 即使在高溫，缺陷擴(kuò)散系數(shù)仍然 很低導(dǎo)致純的Si3N4很難燒結(jié)。 前景前景 應(yīng)用前景：舉Si3N4為例子。隨著Si3N4粉末生產(chǎn)、成型、燒結(jié)及加工技術(shù) 的改進(jìn),其性能和可靠性將不斷提高；Si3N4正在作為工程結(jié)構(gòu)陶瓷,在工業(yè)中占據(jù)越來越重要的地位；Si3N4陶瓷基復(fù)合材料具有優(yōu)異的綜合性能和豐富的資源,是一種理想的高溫結(jié)構(gòu)材料；Si3N4陶瓷基復(fù)合材料,較其它高溫結(jié)構(gòu)陶瓷具有更為優(yōu)異的機(jī)械性能、熱學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性，被認(rèn)為是高溫結(jié)構(gòu)陶瓷中最有應(yīng)用潛力的材料。 覆銅板自動(dòng)變速器軸承C纖維增強(qiáng)氮化硅陶瓷基復(fù)合材料衛(wèi)星遙感成像的關(guān)鍵部件結(jié)束語結(jié)束語 陶瓷基復(fù)合材料，以其優(yōu)異的高溫性能，以及它所具有的顯著優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn),引起了國內(nèi)外