第1章 基體材料

1、基體材料基體材料Contents金屬基體1陶瓷基體2聚合物基體3復(fù)合材料復(fù)合材料的的包括包括和和。主要包括以下三部分：主要包括以下三部分：、和和.金屬基體材料的選擇原則（1）根據(jù)金屬基復(fù)合材料的使用要求（2）根據(jù)金屬基復(fù)合材料組成特點（3）基體金屬與增強體的相容性一、金屬基體金屬基復(fù)合材料構(gòu)件的金屬基復(fù)合材料構(gòu)件的是選擇金屬基體材料最重要的是選擇金屬基體材料最重要的依據(jù)。依據(jù)。如在如在航天、航空技術(shù)航天、航空技術(shù)中，高中，高和和以及以及是最重是最重要的性能要求；作為要的性能要求；作為飛行器和衛(wèi)星的構(gòu)件飛行器和衛(wèi)星的構(gòu)件宜選用密度小的宜選用密度小的（如鎂合金和鋁合金）作為（如鎂合金和鋁合金）作為

2、，與高強度、高模量的，與高強度、高模量的、等組成等組成/、/、/復(fù)合材料。復(fù)合材料。則要求復(fù)合材料不僅有則要求復(fù)合材料不僅有和和，還要具有，還要具有優(yōu)良的優(yōu)良的，能在高溫、氧化性氣氛中正常工作。此時不宜選用，能在高溫、氧化性氣氛中正常工作。此時不宜選用一般的鋁、鎂合金，而應(yīng)選擇一般的鋁、鎂合金，而應(yīng)選擇、以及以及作為基作為基體材料。體材料。如如、復(fù)合材料可用于噴氣復(fù)合材料可用于噴氣發(fā)動機葉片、轉(zhuǎn)軸等重要零件。發(fā)動機葉片、轉(zhuǎn)軸等重要零件。在在中要求其零件中要求其零件、一定的、一定的等，等，同時又要求同時又要求，適合于，適合于，因此選用，因此選用與與、組成顆粒（短纖維）組成顆粒（短纖維）/鋁基復(fù)合

3、材料。鋁基復(fù)合材料。如如復(fù)合材料、復(fù)合材料、復(fù)合材料可制作復(fù)合材料可制作發(fā)動發(fā)動機活塞機活塞、缸套缸套等零件。等零件。需要需要、的金屬基復(fù)合材料作為的金屬基復(fù)合材料作為散熱元件散熱元件和和基板基板。因此，可以選用具有高導(dǎo)熱率的因此，可以選用具有高導(dǎo)熱率的銀銀、銅銅、鋁鋁等金屬為等金屬為基體基體與高導(dǎo)熱與高導(dǎo)熱性、低熱膨脹的超高模量性、低熱膨脹的超高模量石墨纖維石墨纖維、金剛石纖維金剛石纖維、碳化硅顆粒碳化硅顆粒復(fù)合成具復(fù)合成具有低熱膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱率、高比強度、高比模量等性能的金屬基復(fù)合有低熱膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱率、高比強度、高比模量等性能的金屬基復(fù)合材料。材料。選用不同類型的選用不同類型的如如連

4、續(xù)纖維連續(xù)纖維、短纖維短纖維或或晶須晶須，對基體，對基體材料的選擇材料的選擇。例如在連續(xù)纖維增強的復(fù)合材料中，基體的主要作用應(yīng)是以例如在連續(xù)纖維增強的復(fù)合材料中，基體的主要作用應(yīng)是以為主，基體本身應(yīng)與纖維有為主，基體本身應(yīng)與纖維有，而并不要求基體本身，而并不要求基體本身有很高的強度。有很高的強度。因此，考慮到要充分因此，考慮到要充分的作用，希望選用的作用，希望選用。實驗證明，。實驗證明，此時如果采用較高強度的合金材料，復(fù)合材料的性能將有所降低此時如果采用較高強度的合金材料，復(fù)合材料的性能將有所降低。如如復(fù)合材料中，復(fù)合材料中，或含有少量合金元素的或含有少量合金元素的作為作為比比要好得多，使用后

5、者制成的復(fù)合材料的性能反而低。要好得多，使用后者制成的復(fù)合材料的性能反而低。在研究碳鋁復(fù)合材料在研究碳鋁復(fù)合材料中發(fā)現(xiàn)，中發(fā)現(xiàn)，鋁合金的強度越高，復(fù)合鋁合金的強度越高，復(fù)合材料的性能越低材料的性能越低。這可能與基體和纖維的。這可能與基體和纖維的界面狀態(tài)界面狀態(tài)、脆性相的存在脆性相的存在、基體本身的基體本身的塑性塑性等有關(guān)。等有關(guān)。相反。對于相反。對于，對復(fù)合材料具有決定性的影響，因此，要選用對復(fù)合材料具有決定性的影響，因此，要選用來作為基體。來作為基體。所以，要獲得高性能金屬基復(fù)合材料必須選用所以，要獲得高性能金屬基復(fù)合材料必須選用作為基作為基體，這與體，這與連續(xù)纖維增強金屬基復(fù)合材料連續(xù)纖維

6、增強金屬基復(fù)合材料基體的選擇完全不同?；w的選擇完全不同。如如一般選用一般選用（如（如A365，6061，7075）為基體。）為基體。首先，由于首先，由于金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料需要在需要在，制備過程中，制備過程中，處于處于高溫?zé)崃W(xué)非平衡狀態(tài)下高溫?zé)崃W(xué)非平衡狀態(tài)下的纖維與金屬之間很容易發(fā)生化學(xué)反的纖維與金屬之間很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在界面形成反應(yīng)層。應(yīng)，在界面形成反應(yīng)層。大多是脆性的，當(dāng)反應(yīng)層達(dá)到一定厚度后，材料受大多是脆性的，當(dāng)反應(yīng)層達(dá)到一定厚度后，材料受力時將會因力時將會因界面層的斷裂伸長小界面層的斷裂伸長小而產(chǎn)生裂紋，并向周圍纖維擴展，而產(chǎn)生裂紋，并向周圍纖維擴展，容易引起容易引起

7、纖維斷裂纖維斷裂，導(dǎo)致復(fù)合材料整體破壞。，導(dǎo)致復(fù)合材料整體破壞。其次，由于基體金屬中往往含有不同類型的合金元素，這些其次，由于基體金屬中往往含有不同類型的合金元素，這些與與的的，反應(yīng)后生成的，反應(yīng)后生成的，需在選用需在選用基體合金成分基體合金成分時充分考慮，盡可能選擇時充分考慮，盡可能選擇既有利于既有利于，又有利于又有利于。如如復(fù)合材料中，在復(fù)合材料中，在少量的少量的TiTi，ZrZr等等可明顯改善復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，大大可明顯改善復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，大大提高復(fù)合材提高復(fù)合材料的性能料的性能。用用作為基體，作為基體，是不可取的。因為是不可取的。因為NiNi，F(xiàn)eFe元素在高溫時能有

8、效地元素在高溫時能有效地，破壞了碳纖維的結(jié)構(gòu)，破壞了碳纖維的結(jié)構(gòu)，使其喪失了原有的強度，使復(fù)合材料性能惡化。使其喪失了原有的強度，使復(fù)合材料性能惡化。 用于各種航天、航空、汽車、先進(jìn)武器等結(jié)構(gòu)件的復(fù)合用于各種航天、航空、汽車、先進(jìn)武器等結(jié)構(gòu)件的復(fù)合材料一般均要求有材料一般均要求有和和，因此大多選用鋁及，因此大多選用鋁及鋁合金、鎂及鎂合金作為基體金屬。目前研究發(fā)展較成熟的鋁合金、鎂及鎂合金作為基體金屬。目前研究發(fā)展較成熟的金屬基復(fù)合材料主要是鋁基、鎂基復(fù)合材料，用它們制成各金屬基復(fù)合材料主要是鋁基、鎂基復(fù)合材料，用它們制成各種種、的輕型結(jié)構(gòu)件，廣泛的用于宇航、航的輕型結(jié)構(gòu)件，廣泛的用于宇航、航空

9、、汽車等領(lǐng)域?？铡⑵嚨阮I(lǐng)域。復(fù)合材料一般只能用在復(fù)合材料一般只能用在450 左左右、而右、而基體復(fù)合材料可用到基體復(fù)合材料可用到650 、而而復(fù)合材料可在復(fù)合材料可在1200使用。使用。另外，還有最近正在研究的另外，還有最近正在研究的為為。 在這個溫度范圍內(nèi)使用的金屬基體主要是在這個溫度范圍內(nèi)使用的金屬基體主要是和和，而且而且主要是以合金的形式主要是以合金的形式被廣泛的應(yīng)用。例如，用于被廣泛的應(yīng)用。例如，用于航天飛機航天飛機、人人造衛(wèi)星造衛(wèi)星、空間站空間站、汽車發(fā)動機零件汽車發(fā)動機零件、剎車盤剎車盤等，并已形成工業(yè)規(guī)模等，并已形成工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。生產(chǎn)。 是一種是一種低密度低密度、較高強度較高強

10、度和具有和具有耐腐蝕耐腐蝕性能的金屬。性能的金屬。在實際使用中，純鋁中常加入在實際使用中，純鋁中常加入、等元素形成等元素形成，由于加入的這些元素在鋁中的，由于加入的這些元素在鋁中的溶解度溶解度極為極為有限有限，因此，因此，這類合金通常稱為這類合金通常稱為，如，如A1-Cu-Mg和和A1-Zn-Mg-Cu等沉淀硬化合金。等沉淀硬化合金。是一種比鋁更輕的金屬，但鎂的是一種比鋁更輕的金屬，但鎂的機械性能較差機械性能較差，因此，因此，通常是在鎂中加入通常是在鎂中加入鋁鋁、鋅鋅、錳錳、鋯鋯及及稀土稀土元素而形成元素而形成。目前目前主要包括主要包括Mg-Mn，Mg-Al-Zn，Mg-Cr等耐熱合金，可作為

11、連續(xù)或不連續(xù)纖維復(fù)合材料的基體。等耐熱合金，可作為連續(xù)或不連續(xù)纖維復(fù)合材料的基體。對于對于應(yīng)選用合適的應(yīng)選用合適的。例如，例如，復(fù)合材料一般選用復(fù)合材料一般選用或含合金元或含合金元素少的素少的；而而復(fù)合材料則選擇具有高強度的復(fù)合材料則選擇具有高強度的。通過各種研究表明，在這個溫度范圍內(nèi)可以作為金屬基通過各種研究表明，在這個溫度范圍內(nèi)可以作為金屬基復(fù)合材料基體使用的，目前主要是復(fù)合材料基體使用的，目前主要是。有兩種晶形，有兩種晶形，具有具有排列結(jié)構(gòu)，低于排列結(jié)構(gòu)，低于885時穩(wěn)定；時穩(wěn)定； 是是結(jié)構(gòu)，高于結(jié)構(gòu)，高于885時穩(wěn)定。時穩(wěn)定。 金屬金屬能提高鈦由能提高鈦由 向向 相轉(zhuǎn)變的溫度，所以鋁是

12、相轉(zhuǎn)變的溫度，所以鋁是。而大多數(shù)。而大多數(shù)(Fe、Mn、Cr、Mo、V、Nb、Ta)能降低鈦由能降低鈦由 向向 相轉(zhuǎn)變的溫度，所以是相轉(zhuǎn)變的溫度，所以是。 鈦鈦在較高的溫度中在較高的溫度中能保持高能保持高，優(yōu)良的，優(yōu)良的和和性能。它具有較高的性能。它具有較高的和和，是一，是一種理想的種理想的航空、宇航應(yīng)用材料航空、宇航應(yīng)用材料。具有具有比重輕比重輕、耐腐蝕耐腐蝕、耐氧化耐氧化、強度高等強度高等特點，特點，是一種可在是一種可在450700 溫度下使用的合金，主要用于航空發(fā)溫度下使用的合金，主要用于航空發(fā)動機等零件上。動機等零件上。鈦合金的成分和性能鈦合金的成分和性能現(xiàn)在已用于現(xiàn)在已用于的鈦合金的

13、成分和性能如下的鈦合金的成分和性能如下是在此溫度范圍內(nèi)使用的金屬基體。是在此溫度范圍內(nèi)使用的金屬基體。在在中使用的鐵，主要是中使用的鐵，主要是，按加工工藝分，按加工工藝分為為變形高溫合金變形高溫合金和和鑄造高溫合金鑄造高溫合金。 其中其中，鐵基，鐵基是奧氏體是奧氏體可塑性可塑性變形高溫合金，主要變形高溫合金，主要組成為組成為1560鐵，鐵，2555鎳和鎳和1123鉻。鉻。 此外，根據(jù)不同的使用溫度，分別此外，根據(jù)不同的使用溫度，分別加入加入鎢、鉬、鈮、釩、鈦等鎢、鉬、鈮、釩、鈦等合金元素合金元素進(jìn)行強化。進(jìn)行強化。是以鐵為基體，是以鐵為基體，用鑄造工藝用鑄造工藝成型的高溫合成型的高溫合金，基體

14、為面心立方體結(jié)構(gòu)的奧氏體金，基體為面心立方體結(jié)構(gòu)的奧氏體。鐵鐵基基、分別用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)分別用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的動機的燃燒室燃燒室和和渦輪輪盤渦輪輪盤、渦輪導(dǎo)向葉片渦輪導(dǎo)向葉片等。等。用于用于1000 以上的高溫金屬基復(fù)合材料的基體材料主要是以上的高溫金屬基復(fù)合材料的基體材料主要是和和。其中，研究較為成熟的是其中，研究較為成熟的是，復(fù)合復(fù)合材料尚處于材料尚處于研究階段研究階段。在金屬基復(fù)合材料中使用的鎳與鐵相同，按照加工工藝不同，在金屬基復(fù)合材料中使用的鎳與鐵相同，按照加工工藝不同，可形成鎳基可形成鎳基和鎳基和鎳基。鎳基鎳基以鎳為基體以鎳為基體(含量一般大于含量一般大于50)，加入，加入

15、鎢鎢、鉬鉬、鈷鈷、鉻鉻、鈮鈮等等，使用溫度在，使用溫度在6501000，具有較高，具有較高的的強度強度、良好的、良好的抗氧化抗氧化和和抗燃?xì)飧g抗燃?xì)飧g能力，用于制造能力，用于制造燃?xì)鉁u輪發(fā)動燃?xì)鉁u輪發(fā)動機機的的燃燒室燃燒室等。等。鎳基鎳基是以鎳為基體，用是以鎳為基體，用成型的高溫合金，成型的高溫合金，能在能在6001100的的氧化氧化和和燃?xì)飧g氣氛燃?xì)飧g氣氛中承受復(fù)雜壓力，并能長期中承受復(fù)雜壓力，并能長期可靠地工作，主要用于制造可靠地工作，主要用于制造渦輪轉(zhuǎn)子葉片渦輪轉(zhuǎn)子葉片和和導(dǎo)向葉片導(dǎo)向葉片及其他在高溫及其他在高溫條件下工作的零件。條件下工作的零件。金屬間化合物種類繁多，而金屬間化

16、合物種類繁多，而的金屬間化合的金屬間化合物通常是一些物通常是一些，如，如鋁化鎳鋁化鎳，鋁化鐵鋁化鐵、鋁化鈦鋁化鈦等，使用溫度等，使用溫度可達(dá)可達(dá)1600。是它們的是它們的，主要原因有兩個：，主要原因有兩個：（）結(jié)構(gòu)組織中（）結(jié)構(gòu)組織中導(dǎo)致滑移系不足導(dǎo)致滑移系不足（）晶體（）晶體。另外，金屬另外，金屬也可以作為也可以作為基體材料基體材料。銅是銅是，其導(dǎo)電率為銀的，其導(dǎo)電率為銀的94。銅的。銅的塑性好塑性好，強度和強度和彈性模量不高彈性模量不高，熱膨脹系數(shù)大熱膨脹系數(shù)大，容易鑄造和加工容易鑄造和加工。銅在復(fù)合材料中的主要用途是作為銅在復(fù)合材料中的主要用途是作為的基體材料。的基體材料。功能用金屬基復(fù)

17、合材料功能用金屬基復(fù)合材料隨著電子、信息、能源、汽車等工業(yè)技隨著電子、信息、能源、汽車等工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越受到各方面的重視，面臨廣闊的發(fā)展前景。術(shù)的不斷發(fā)展，越來越受到各方面的重視，面臨廣闊的發(fā)展前景。高技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展要求高技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展要求具有具有，如同時具有如同時具有高力學(xué)性能高力學(xué)性能、高導(dǎo)熱高導(dǎo)熱、低熱膨脹低熱膨脹、高導(dǎo)電率高導(dǎo)電率、高抗電弧高抗電弧燒蝕性燒蝕性、高摩擦系數(shù)高摩擦系數(shù)和和耐磨性耐磨性等。等。目前目前主要用于微電子技術(shù)的主要用于微電子技術(shù)的電子封電子封裝裝、用于、用于高導(dǎo)熱高導(dǎo)熱、耐電弧燒蝕耐電弧燒蝕的的集電材料集電材料和和觸頭材料觸頭材料、耐高、耐高溫摩擦的溫摩

18、擦的耐磨材料耐磨材料、耐腐蝕的、耐腐蝕的電池極板電池極板材料等。材料等。主要選用的主要選用的是是、等金屬。等金屬。用于用于的的的基體主要是的基體主要是和和。 例如例如，高，高含量的含量的(SiCpAl)、(SiCpCu)復(fù)合材料；復(fù)合材料；高高模、超高模模、超高模增強增強(Cr/Al)、(Cr/Cu)復(fù)合材料；復(fù)合材料；或或增強增強復(fù)合材料；復(fù)合材料；復(fù)合材料等。復(fù)合材料等。用于用于的金屬基復(fù)合材料的的金屬基復(fù)合材料的主要是常用的主要是常用的、等等。例如例如：碳化硅碳化硅、氧化鋁氧化鋁、石墨顆粒石墨顆粒、晶須晶須、纖維纖維等增強等增強、等金屬基復(fù)合材料。等金屬基復(fù)合材料。傳統(tǒng)的陶瓷傳統(tǒng)的陶瓷是

19、指是指和和，也包括，也包括、等人造等人造。由于這些材料都是含二氧化硅的由于這些材料都是含二氧化硅的，如，如粘土粘土、石灰石石灰石、砂子砂子等為原料制成的，所以等為原料制成的，所以也是也是。二、陶瓷基體二、陶瓷基體隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多性能優(yōu)異的隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多性能優(yōu)異的，它們不僅含有，它們不僅含有，還有，還有、和和等。等。 是是的固體化合物，其鍵合為的固體化合物，其鍵合為或或，與金屬不同，它們，與金屬不同，它們。一般而言，陶瓷具有比金屬更一般而言，陶瓷具有比金屬更和和，非常穩(wěn)定，非常穩(wěn)定，性、性、性皆好。性皆好。通常的陶瓷是絕緣體，在通常的陶瓷是絕緣體，在下也可以

20、下也可以，但比金屬，但比金屬導(dǎo)電性差得多。導(dǎo)電性差得多。雖然雖然的許多性能優(yōu)于金屬，但它也存在致命的的許多性能優(yōu)于金屬，但它也存在致命的，即，即，很容易因存在，很容易因存在裂紋裂紋、空隙空隙、雜質(zhì)雜質(zhì)等細(xì)微缺陷而破碎，等細(xì)微缺陷而破碎，引起不可預(yù)測的災(zāi)難性后果，因而大大限制了陶瓷作為引起不可預(yù)測的災(zāi)難性后果，因而大大限制了陶瓷作為的應(yīng)用。的應(yīng)用。主要以主要以兩種形態(tài)的化合物存兩種形態(tài)的化合物存在，它們一般應(yīng)具有優(yōu)異的在，它們一般應(yīng)具有優(yōu)異的性能，與纖維或晶須之間性能，與纖維或晶須之間有有以及以及等。等。常用的陶瓷基體主要包括：常用的陶瓷基體主要包括：、等等。一些陶瓷材料的物理和機械性能一些陶瓷

21、材料的物理和機械性能玻璃是通過玻璃是通過高溫?zé)Y(jié)高溫?zé)Y(jié)而成的一種而成的一種。與其它陶瓷材料不同，玻璃在熔體后與其它陶瓷材料不同，玻璃在熔體后而冷卻成為堅硬而冷卻成為堅硬的無機材料，即的無機材料，即是玻璃的特征之一。是玻璃的特征之一。許多許多可以通過適當(dāng)?shù)臒崽幚硎蛊淇梢酝ㄟ^適當(dāng)?shù)臒崽幚硎蛊?，這一過程稱為這一過程稱為。由于由于使玻璃成為使玻璃成為，透光性變差，而且因體積變，透光性變差，而且因體積變化還會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，影響材料強度。所以，通常應(yīng)當(dāng)避免發(fā)生反玻化還會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，影響材料強度。所以，通常應(yīng)當(dāng)避免發(fā)生反玻璃化過程。璃化過程。但對于某些玻璃，但對于某些玻璃，反玻璃化過程反玻璃化過程可以可以控

22、制控制，最后能夠得到，最后能夠得到無殘無殘余應(yīng)力余應(yīng)力的的，這種材料稱為，這種材料稱為。為了為了實現(xiàn)反玻璃化實現(xiàn)反玻璃化，需要加入成核劑，需要加入成核劑(如如TiO2)。具有具有、和和等特點，玻璃陶瓷等特點，玻璃陶瓷基復(fù)合材料的研究在國內(nèi)外都受到重視?；鶑?fù)合材料的研究在國內(nèi)外都受到重視。作為基體材料使用的作為基體材料使用的主要有主要有，莫來石莫來石(即富鋁紅柱石，化學(xué)式為即富鋁紅柱石，化學(xué)式為)等，它們的等，它們的溶點在溶點在2000 以上。以上。 氧化物陶瓷氧化物陶瓷的的隨隨升高而降低，但在升高而降低，但在1000 以下降以下降低較小。低較小。因此，因此，氧化物陶瓷基氧化物陶瓷基復(fù)合材料應(yīng)避

23、免復(fù)合材料應(yīng)避免使使用。這是由于用。這是由于A12O3和和ZrO2的的抗熱震性抗熱震性較差，較差，SiO2在高溫下容易發(fā)在高溫下容易發(fā)生生蠕變和相變?nèi)渥兒拖嘧?。雖然莫來石具有較好的雖然莫來石具有較好的和和，但使，但使用溫度也不宜超過用溫度也不宜超過1200 。以氧化鋁以氧化鋁()為主要成分的陶瓷稱為氧化鋁陶瓷，氧化鋁為主要成分的陶瓷稱為氧化鋁陶瓷，氧化鋁僅有一種熱動力學(xué)僅有一種熱動力學(xué)，即，即 -Al2O3 ，屬六方晶系。屬六方晶系。包括包括高純氧化鋁瓷高純氧化鋁瓷，99氧化鋁瓷氧化鋁瓷，95氧化鋁瓷氧化鋁瓷和和85氧化鋁瓷氧化鋁瓷等品種，其氧化鋁含量等品種，其氧化鋁含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù))依

24、此為依此為999、99、95和和85，燒結(jié)溫度依次為，燒結(jié)溫度依次為1800、1700、1650和和1500。以氧化鋯以氧化鋯()為主要成分的陶瓷稱為氧化鋯陶瓷。氧化鋯密為主要成分的陶瓷稱為氧化鋯陶瓷。氧化鋯密度度5.65.9 g / cm3，熔點熔點2175 。 氧化鋯氧化鋯在在1100時，從時，從迅速轉(zhuǎn)變?yōu)檠杆俎D(zhuǎn)變?yōu)?，此可逆轉(zhuǎn)變，此可逆轉(zhuǎn)變伴隨有伴隨有79的體積變化。的體積變化。由于氧化鋯具有由于氧化鋯具有，故在氧化鋯陶瓷的燒結(jié)過程，故在氧化鋯陶瓷的燒結(jié)過程中加入適量中加入適量、等與等與ZrO2結(jié)構(gòu)近似的氧化物作為結(jié)構(gòu)近似的氧化物作為，形成穩(wěn)定的，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷的穩(wěn)

25、定的氧化鋯陶瓷的和和小，小，良好，高溫時具有良好，高溫時具有。非氧化物陶瓷是指非氧化物陶瓷是指的的、和和。它們的特點是它們的特點是和和好，好，也很強。也很強。和和的的約約9001000 。略低些，略低些，的表面能形成的表面能形成，所以，所以達(dá)達(dá)13001700 。具有類似石墨的具有類似石墨的，在，在(1360 )和和作用下可轉(zhuǎn)變成作用下可轉(zhuǎn)變成的的 氮化硼，耐熱溫度高達(dá)氮化硼，耐熱溫度高達(dá)2000 ，硬度極高，可作為金剛石的代用品。硬度極高，可作為金剛石的代用品。以氮化硅以氮化硅(為主要成分的陶瓷稱氮化硅陶瓷。氮化為主要成分的陶瓷稱氮化硅陶瓷。氮化硅陶瓷有硅陶瓷有，即，即 和和 兩種兩種，由于

26、氮化硅中，由于氮化硅中Si-N鍵結(jié)合強度高鍵結(jié)合強度高，屬難燒結(jié)物質(zhì)。，屬難燒結(jié)物質(zhì)。不同制備方法的氮化硅的一些物理性能不同制備方法的氮化硅的一些物理性能以以(BN)為主要成分的陶瓷稱為氮化硼陶瓷。氮化為主要成分的陶瓷稱為氮化硼陶瓷。氮化硼是硼是，有，有和和兩種晶型結(jié)構(gòu)。兩種晶型結(jié)構(gòu)。氮化硼可以分為下面的三種：氮化硼可以分為下面的三種：，這是一種這是一種晶型，晶型，類似于石墨，理論密類似于石墨，理論密度為度為227gcm3。，它一種它一種晶型，結(jié)構(gòu)和硬度都類似于鉆石，理晶型，結(jié)構(gòu)和硬度都類似于鉆石，理論密度為論密度為348gcm3。，它也是一種它也是一種晶型，理論密度為晶型，理論密度為3.48g/cm3。 由于由于具有類似于石墨的結(jié)構(gòu)，具有具有類似于石墨的結(jié)構(gòu)，具有和和等特點，故稱等特點，故稱“”，在熱壓陶瓷過程中在熱壓陶瓷過程中主要主要被當(dāng)作被當(dāng)作使用。使用。與石墨不同，是與石墨不同，是，六方晶型，六方晶型BN的莫氏硬度為的莫氏硬度為2，無明顯熔點，升華分解溫