先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)習(xí)

1、 傳統(tǒng)陶瓷與先進(jìn)陶瓷如何劃分？它們的開展過程有何特點(diǎn)？答：先進(jìn)陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷的區(qū)別，可以從以下幾方面來說明。①原料：傳統(tǒng)陶瓷以天然的粘土為主要原料，而先進(jìn)陶瓷原料是人工提純、人工化合成的高純度物質(zhì)。粒度：傳統(tǒng)陶瓷的粉粒大小在0.1毫米以上，而先進(jìn)的粉粒大小在0.01以下，有的到達(dá)納米級別。制作工藝：先進(jìn)陶瓷的成型方法也很多，有模壓成型、等靜壓成型、注射成型、熱壓鑄、流涎成型等，在燒結(jié)方面，溫度要求更高，條件要求更嚴(yán)，方法也很多，有熱壓燒結(jié)、熱等反響燒結(jié)、真空燒結(jié)、微波燒結(jié)、等離子燒結(jié)、自蔓燃燒結(jié)等，突破了傳統(tǒng)陶瓷以爐窯為主要生產(chǎn)的燒結(jié)方式。加工：傳統(tǒng)陶瓷一般不需要二次加工，先進(jìn)陶瓷燒結(jié)成型后，能夠進(jìn)展切割、打孔、磨削、拋光等精細(xì)加工。〔5、6點(diǎn)為資料中追加〕性能應(yīng)用：先進(jìn)陶瓷具有不同的特殊性質(zhì)和功能，如高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、導(dǎo)電、絕緣以及在磁、電、光、聲、生物工程各方面具有的特殊功能，從而使其在高溫、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、宇航、醫(yī)學(xué)工程等各方面得到廣泛的應(yīng)用。顯微構(gòu)造：普通陶瓷主要由莫來石以及SiO2為主，而先進(jìn)陶瓷那么以單一才目構(gòu)成。2、 與金屬比，陶瓷的構(gòu)造和性能特點(diǎn)？為什么陶瓷一般具有高強(qiáng)度和高硬度？答：①構(gòu)造：金屬內(nèi)部原子間結(jié)合的化學(xué)鍵為金屬件，陶瓷材料的原子間結(jié)合力主要為離子鍵、共價鍵或離子-共價混合鍵；陶瓷材料顯微構(gòu)造的不均勻性和復(fù)雜性〔書P1-2〕性能：優(yōu)點(diǎn)：高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、耐磨損、耐腐蝕；缺點(diǎn)：脆性大、難加工、可靠性與重現(xiàn)性差〔書P2〕原因：上述陶瓷內(nèi)部的幾種結(jié)合鍵具有很高的方向性，結(jié)合力較強(qiáng)，破壞化學(xué)鍵所需能量較大，故硬度與硬度都較高，同時陶瓷材料化學(xué)鍵決定了其在室溫下幾乎不能產(chǎn)生滑移或位錯運(yùn)動，因此很難產(chǎn)生塑性變型，室溫下只有一個較高的斷裂強(qiáng)度。3、 如何評價陶瓷材料的力學(xué)性能？如何提高材料力學(xué)性能？答：強(qiáng)度方面從抗拉、抗壓、抗彎以及抗熱沖擊性能評價；韌性方面通過單刃開口梁法或壓痕法測量評價，硬度那么主要通過維氏硬度和洛氏硬度進(jìn)展評價；通過顆粒彌散、纖維及晶須強(qiáng)化增韌來改善陶瓷的力學(xué)性能〔求補(bǔ)充〕4、 影響陶瓷抗熱震性的因素主要有哪些？答：影響因素主要有熱應(yīng)力、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、彈性模量、斷裂能、強(qiáng)度和韌性等；①導(dǎo)熱系數(shù)高，材料各局部溫差較小，抗熱震性較好；②熱膨脹系數(shù)較小，材料內(nèi)部熱應(yīng)力較小，抗熱震性較好；③彈性模量較小，在熱沖擊中可以通過變形來局部抵消熱應(yīng)力，從而提高抗熱震性；④強(qiáng)度大，韌性強(qiáng)都能使材料抗熱應(yīng)力而不至于破壞，改善熱震性?！泊鸢笧椴牧衔锢硇阅軙鳳133〕5、目前先進(jìn)陶瓷的開展趨勢和研究熱點(diǎn)有哪些?答：課本P1:①組成復(fù)合化；②構(gòu)造納米化；③構(gòu)造可設(shè)計(jì)〔功能化〕PPT: ①構(gòu)造微細(xì)化、納米化；②構(gòu)造一功能一體化；③組成可設(shè)計(jì)、復(fù)合化；制備低本錢化；⑤性能挖掘潛力大，發(fā)現(xiàn)新材料幾率高6、 比較注漿成型、熱壓鑄成型、膠態(tài)凝固成型和流延成型技術(shù)的異同。答：①注漿成型：分散介質(zhì)是水、模具材料為石膏；對漿料的要求為流動性好、穩(wěn)定性好、觸變小、滲透性好、脫模性良好、盡量不含氣泡，同時在保證流動性的情況下，含水量盡可能??；熱壓鑄成型：分散介質(zhì)是石蠟、模具材料為鋼；這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸準(zhǔn)確、光潔度高、構(gòu)造致密膠態(tài)凝固成型：模具為有機(jī)、無機(jī)混合；成品有一下特點(diǎn)①適用于各種陶瓷粉體，成形各種復(fù)雜形狀和尺寸的陶瓷零件；②成形坯體組份均勻，密度均勻，缺陷少；③料的凝固定型時間可通過調(diào)節(jié)聚合溫度和催化劑的參加量來控制;④該工藝對模具無特殊要求，可以是金屬、玻璃或塑料；⑤成形坯體具有較高的強(qiáng)度；⑥這是一種凈尺寸成形技術(shù)，在枯燥和燒結(jié)過程中收縮均勻，變形極小，燒結(jié)體可保持成形時的形狀和尺寸比例。流延成型：陶瓷粉、塑料膜混合〔由粘結(jié)劑、塑化劑和溶劑組成〕。粉料要求細(xì)、粒形圓潤，這樣才能得到良好流動性的料漿。流延成形設(shè)備簡單，工藝穩(wěn)定，可連續(xù)操作，便于自動化，生產(chǎn)效率高。但粘結(jié)劑含量高，因而收縮率大，可達(dá)20-21%；7、 如何提高陶瓷材料的燒結(jié)密度？答：①燒結(jié)助劑：添加適量燒結(jié)助劑，可以引入的添加劑使晶格空位增加，易于擴(kuò)散，燒結(jié)速度加快，降低燒結(jié)溫度，還可以使液才目在較低的溫度下生成，出現(xiàn)液相后晶體能做粘性流動，因而促進(jìn)了燒結(jié)致密化。細(xì)化顆粒：粉末顆粒的微細(xì)化，使得成型后的坯體所含氣孔率降低，還可以加速粉料在燒結(jié)過程中的推動力，降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時間，提高陶瓷材料的燒結(jié)密度。改變燒結(jié)方式：可以使用熱壓燒結(jié)、微波加熱燒結(jié)和微波等離子體燒結(jié)等燒結(jié)方式來提高材料的燒結(jié)密度。8、 納米陶瓷粉體的制備方法有哪些？答：①物理方法：機(jī)械粉碎法、蒸發(fā)一冷凝〔PVD〕法化學(xué)方法：沉淀法、溶膠一凝膠法、水熱法、熱分解法、溶劑蒸發(fā)法、高溫自蔓燃法、化學(xué)氣相沉積法9、 比較透明氧化鋁陶瓷與石英玻璃和水晶的異同？答：①從表觀上觀察，三者均為透明物質(zhì)；從化學(xué)組成上分析，透明氧化鋁陶瓷主要為氧化鋁化合物，而石英玻璃和水晶的主要成分那么是二氧化硅；從結(jié)晶形態(tài)上看，透明氧化鋁陶瓷是多晶體，石英玻璃是非晶體，而水晶是單晶體從適應(yīng)溫度上看，透明氧化鋁陶瓷能適應(yīng)1600?1700°C,石英玻璃能適應(yīng)1200?1300°C,水晶能適應(yīng)1400C左右的溫度。除了適應(yīng)溫度不同外，其三者在力學(xué)性能和電學(xué)性能等方面也不一樣?！泊它c(diǎn)為上課筆記，適應(yīng)溫度不太肯定〕10、 相變增韌的機(jī)理是什么？答：概念：利用多晶多相陶瓷中某些相成分在不同溫度的相變，從而增韌的效果，統(tǒng)稱為相變增韌。機(jī)理：以ZrO2為例子，當(dāng)局部穩(wěn)定ZrO2陶瓷燒結(jié)致密后，四方相ZrO2顆粒彌散分布于其他陶瓷基體中，〔包括ZrO2本身〕，冷卻時，亞穩(wěn)四方相顆粒收到基體的抑制而處于壓應(yīng)力狀態(tài)，這時基體沿顆粒連線方向也處于壓應(yīng)力狀態(tài)。材料在外力作用下所產(chǎn)生的裂紋尖端附近由于應(yīng)力集中作用，存在X應(yīng)力場，從而減輕了對四方相顆粒的束縛，在應(yīng)力誘發(fā)下會發(fā)生向單斜相的轉(zhuǎn)變并發(fā)生體積膨脹，相變和體積膨脹的過程除了消耗能量外，還將在主裂紋作用區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力，二者均阻止裂紋的擴(kuò)展，只有增加外力做功才能使裂紋繼續(xù)擴(kuò)展，于是材料的強(qiáng)度和斷裂韌性大幅度提高。11、 如何提高陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性？答：在晶體構(gòu)造既定的情況下，控制強(qiáng)度的主要因素有三個：彈性模量8、斷裂功〔斷裂表面能〕和裂紋尺寸。提高晶體的完整性晶粒越細(xì)、密度越高、構(gòu)造越均勻、成分越純，其含有的缺陷就越少，其強(qiáng)度與韌性也越好。強(qiáng)化方式有①復(fù)合強(qiáng)化〔通過成分復(fù)合、產(chǎn)生協(xié)同增韌補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)〕；②熱韌化〔通過一定加熱、冷卻制度在外表人為地引入剩余壓應(yīng)力，淬冷不僅在外表造成壓應(yīng)力，而且還可使晶粒細(xì)化。利用外表層與內(nèi)部的熱膨脹系數(shù)不同,也可以到達(dá)預(yù)加應(yīng)力的效果?！?；③外表強(qiáng)化〔通過化學(xué)或機(jī)械拋光技術(shù)，以及外表氧化技術(shù)等可消除陶瓷材料的外表缺陷或使尖端鈍化，到達(dá)增強(qiáng)增韌的目的〕；④相變增韌〔利用多晶多相陶瓷中某些相成分在不同溫度的相變，從而增韌的效果〕；⑤彌散強(qiáng)化〔在陶瓷基體中引入高度分散的第二相粒子來到達(dá)增強(qiáng)增韌的目的〕；⑥纖維強(qiáng)化〔將高強(qiáng)度的纖維或晶須加到陶瓷基體中，使其均勻分布有機(jī)結(jié)合，可使其強(qiáng)韌性提高纖維的強(qiáng)度高，在工作時可承擔(dān)大局部負(fù)荷，減輕了基體的負(fù)擔(dān)。纖維和基體結(jié)合，在結(jié)合面上具有一定的結(jié)合強(qiáng)度。即使陶瓷基體出現(xiàn)細(xì)微裂紋，纖維仍能將其緊緊拉住，防止裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展。〕；12、 什么是微晶玻璃，它與玻璃和陶瓷在構(gòu)造和性能上有何異同？答：概念：微晶玻璃也稱為玻璃陶瓷，是通過參加晶核劑等方法，經(jīng)過熱處理過程在玻璃中形成晶核，再使晶核長大而形成的玻璃與晶體共存的均勻多晶材料。微晶玻璃它具有玻璃和陶瓷的雙重特性，普通玻璃內(nèi)部的原子排列是沒有規(guī)那么的，這也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一樣，由晶體組成，也就是說，它的原子排列是有規(guī)律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強(qiáng)。構(gòu)造上：①微晶體由玻璃相與結(jié)晶相組成。兩者的分布狀況隨其比例而變化。玻璃是一種無規(guī)那么構(gòu)造的非晶態(tài)固體〔從微觀上看，玻璃也是一種液體〕，其分子不像晶體那樣在空間具有長程有序的排列，而近似于液體那樣具有短程有序。玻璃像固體一樣保持特定的外形，不像液體那樣隨重力作用而流動。陶瓷材料是由晶粒和晶間相組成的燒結(jié)體，其含有少局部的玻璃相和氣孔相，大局部為晶相的多晶材料。性能上：①微晶玻璃一一機(jī)械強(qiáng)度高，絕緣性能優(yōu)良，介電損耗少，介電常數(shù)穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)可在很大范圍調(diào)節(jié)，耐化學(xué)腐蝕，耐磨，熱穩(wěn)定性好，使用溫度高。玻璃——機(jī)械性能差，強(qiáng)度低，常溫為絕緣體，熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電，熔點(diǎn)低，膨脹系數(shù)小，抗熱震性差，透光性能好，化學(xué)穩(wěn)定性較高。陶瓷——耐熱、耐磨、耐腐蝕、絕緣、抗蠕變性能好，硬度高，彈性模量高，塑性韌性差，強(qiáng)度可靠性差。13、 微晶玻璃的制備技術(shù)主要有哪些？各有何特點(diǎn)？熔融法：熔融法的最大特點(diǎn)是可采用技術(shù)成熟的玻璃成形工藝方法，如壓延、壓制、吹制、拉制、澆注等，便于機(jī)械化生產(chǎn)。與通常的陶瓷成形工藝如擠壓、旋壓和注漿相比，其成形速度快，適合自動化操作和制備形狀復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確的制品。由玻璃坯體制備的微晶玻璃在尺寸上變化不大，組成均勻，不存在氣孔等陶瓷中常見的缺陷，因而微晶玻璃不僅性能優(yōu)良且具有比陶瓷更高的可靠性燒結(jié)法：將熔制玻璃粒料與晶化分成二次完成，故又稱為二次燒結(jié)法。燒結(jié)法還有一個顯著的特點(diǎn)，即水淬后的玻璃顆粒細(xì)小，外表積增加，比熔融法制得的原始玻璃更易于晶化，因而有時可以少加甚至不加晶核劑。燒結(jié)法解決了傳統(tǒng)熔融法工藝中存在的熔融和成形不可分、高溫成形難以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的制品以及必須參加晶核劑才能核化和晶化等問題。它可以采用陶瓷傳統(tǒng)的低溫成形方法從而制備出形狀復(fù)雜的制品。但才目對于熔融法而言，該、工藝方法的致命缺點(diǎn)是存在氣孔，導(dǎo)致生產(chǎn)中出現(xiàn)大量不合格產(chǎn)品，但適合制造多孔的微晶玻璃。溶膠一凝膠法：其制備溫度比傳統(tǒng)方法低很多，可防止某些組分揮發(fā)并減少污染；可獲得均質(zhì)的高純材料；可擴(kuò)展組成范圍，制備傳統(tǒng)方法無法制備的材料，如不能形成根底玻璃的系統(tǒng)和具有高液相組成系統(tǒng)的微晶玻璃；用溶膠-凝膠法制備的微晶玻璃主要為具有高溫、高強(qiáng)、高韌性以及其它特殊性能的高新技術(shù)材料。14、 碳化物陶瓷主要有哪些〔列出常用的4種)？它們共同特點(diǎn)是什么？答：主要有碳化硅〔SiC〕、碳化硼〔B4C〕、碳化鈦〔TiC〕、碳化釩〔WC〕具有熔點(diǎn)高，許多碳化物的熔點(diǎn)都在30000C以上，例如碳化鈦的熔點(diǎn)為34600C具有較高的硬度，例如碳化硼是僅次于金剛石和立方氮化硼的最硬材料，但碳化物的脆性一般較大。具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性以及化學(xué)穩(wěn)定性，幾乎大多數(shù)碳化物陶瓷在常溫下不與酸反響。15、 碳化硅的合成方法有哪些？各有何特點(diǎn)？化合法：將單質(zhì)Si和C在碳管電爐中直接化合而成，其反響式如下：Si+C===p-SiC碳熱復(fù)原法：這種方法是由氧化硅和碳反響生成碳化物，反響式如下：SiO2+C===SiO(g)+CO(g)，SiO繼續(xù)被碳復(fù)原：SiO+2C===SiC+CO(g)目前為止碳熱復(fù)原法所需的溫度較高，該法生產(chǎn)的顆粒較小，可提高產(chǎn)物純度和電導(dǎo)率的新型制備方法氣相沉積法：氣相沉積法可以分為化學(xué)氣相沉積法〔CVD〕和物理氣相沉積法〔PVD〕，PVD主要利用了蒸發(fā)-冷凝機(jī)理，而CVD法那么是利用硅的鹵化物〔SiX〕和碳?xì)浠铩睭m〕及氫氣在發(fā)生分解的同時，才目互反響生成SiC。這些方法可以制備高純度的SiC粉末，也可以得到晶須或者薄膜。有機(jī)硅前驅(qū)體：將有機(jī)金屬化合物在真空、氫或者惰性氣氛中在相對較低的溫度下進(jìn)展熱解反響，從而得到相應(yīng)的制品。自蔓延高溫合成法〔SHS法〕：是一種化合反響方法，一般化合法是依靠外部熱源來維持反響的進(jìn)展，而SHS法那么是依靠反響時自身放出的熱量維持反響的進(jìn)展，計(jì)算說明SiC的絕對溫度為1800oC（放熱反響使產(chǎn)物到達(dá)的最高溫度）溶膠-凝膠法：采用溶膠-凝膠工藝可得到平均晶粒尺寸為10nm的。-SiC納米粉體。16、 氮化硅的主要晶型有哪些？對氮化硅陶瓷的構(gòu)造和性能有何影響？答：氮化硅有兩種晶型，即針狀結(jié)晶的a-Si3N4和顆粒狀結(jié)晶的p-Si3N4.它們均屬于六方晶系，都是以［SiN4］四面體共用頂角構(gòu)成的三維空間網(wǎng)絡(luò)。Si3N4是以共價鍵為主的化合物，氮原子與硅原子間的鍵力很強(qiáng)，因而，Si3N4具有許多優(yōu)異性能，如耐磨、高硬度、高強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕和很好的高溫穩(wěn)定性具有較高的硬度。a型構(gòu)造內(nèi)部的應(yīng)變較大，故自由能比。型高，即體系的穩(wěn)定性比較差，當(dāng)加熱至1500°C時，a-Si3N4將轉(zhuǎn)變?yōu)椤?Si3N4，且這種轉(zhuǎn)變是不可逆的。高對目含量Si3N4粉燒結(jié)時可得到細(xì)晶、長柱狀。-Si3N4晶粒，提高材料的構(gòu)造穩(wěn)定性和斷裂韌性。17、 氮化硅的燒結(jié)方法有哪些？如何獲得致密燒結(jié)的氮化硅陶瓷？燒結(jié)方法有：反響燒結(jié)、常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、重?zé)Y(jié)、熱等靜壓燒結(jié)改變燒結(jié)方式，反響燒結(jié)制得的氮化硅一般氣孔率較高，可采用常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)等致密性燒結(jié)方式，降低氣孔率，進(jìn)而獲得致密性高的燒結(jié)體；添加燒結(jié)助劑，促進(jìn)燒結(jié)反響的進(jìn)展；常壓燒結(jié)時埋粉；在氮?dú)鈿夥障聼Y(jié)，抑制氮化硅的熱分解；采用均勻、尺寸小的氮化硅粉末，提高燒結(jié)驅(qū)動力。18、 如何提高氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率？清潔晶界，提高AlN粉末的純度、適量添加燒結(jié)助劑，減少雜質(zhì)目的引入；添加燒結(jié)助劑，可降低AlN晶格的氧含量，同時使AlN顆粒間相互接觸從而提高熱導(dǎo)率，使用適當(dāng)?shù)膹?fù)合添加劑也可以提高其熱導(dǎo)率；孤立第二相或使第二相處于三角境界處，也可改變添加劑和工藝條件使第二相完全被排除；粗化晶粒，減少晶界；提高其致密性，降低氣孔率可提高其熱導(dǎo)率；采用一些后處理措施，從而提高熱導(dǎo)率，如在復(fù)原氣氛中可出去AlN中氧和第二相以提高熱導(dǎo)率。19、簡述氮化硼的構(gòu)造特點(diǎn)。氮化硼有兩種晶型：立方BN和六方BN,在高溫高壓下六方BN可轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎紹N。立方BN:其構(gòu)造與金剛石類似，即碳原子按四面體成鍵方式互才目連接，組成無限的三維骨架。每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵，構(gòu)成正四面體。構(gòu)造中C-C鍵很強(qiáng)，所有的價電子都參與了共價鍵的形成，沒有自由電子。所以立方氮化硼的硬度僅次于金剛石，化學(xué)惰性比金剛石和硬質(zhì)合金好。六方氮化硼：其構(gòu)造與石墨類似，即每個碳原子的周邊連結(jié)著另外三個碳原子，排列方式呈蜂巢式的多個六邊形，每層間有微弱的范德華引力。六方氮化硼是良好的高溫潤滑材料和高溫電絕緣材料。20、 硼化物陶瓷主要有哪些？其構(gòu)造特點(diǎn)是什么？硼化物陶瓷是一類新型構(gòu)造陶瓷，常見的有TiB2、ZrB2、HfB2、TaB2和LaB6等，主要是硼和過渡金屬形成的二硼化物，多屬于六方晶系。硼化物的構(gòu)造特點(diǎn)：硼的電子構(gòu)型為2s22p1，主要采用sp2雜化方式與其他原子成鍵。sp2電子雜化導(dǎo)致平面BX六角形成為BN、BO、HBO以及有關(guān)化合物的主構(gòu)造單元，以33 23 3 3及導(dǎo)致B3三角形成為元素硼、硼烷族及其衍生物的典型五倍對稱二十面體中的一局部。21、 簡述硼化物陶瓷的主要性能特點(diǎn)。高熔點(diǎn)和難揮發(fā)：幾乎所有硼化物的熔點(diǎn)都高達(dá)2000°C以上，可用于火箭噴嘴、內(nèi)燃機(jī)噴嘴、高溫軸承等高溫部件。高硬度：二硼化物的硬度比較高，TiB2的維氏硬度到達(dá)33.5GPa，比。-SiC的硬度高約30%，ZrB2-B4C復(fù)合陶瓷的耐磨耗指數(shù)是SiC和Si3N4的2倍左右，也比局部穩(wěn)定氧化錯(PSZ)陶瓷高。高導(dǎo)電性：二硼化物具有很低的電阻率，特別是ZrB2和TiB2與金屬鐵、鉑的電阻率相當(dāng)，導(dǎo)電機(jī)制為電子傳導(dǎo)，呈正的電阻溫度系數(shù)。作為電阻發(fā)熱體時，溫度易于控制，可用作特殊用途的電極材料。高耐腐蝕性：硼化物陶瓷對熔融金屬具有良好的耐腐蝕性，與熔融鋁、鐵、銅、鋅幾乎不反響。硼化物的這一特性可應(yīng)用于金屬鋁、銅、鋅、鐵的冶煉。在鋼鐵冶金中，可用它來制作鐵水測溫?zé)犭娕嫉谋Ｗo(hù)管、噴嘴和吹氣管等。在煉鋁工業(yè)中，煉鋁槽的陰極材料采用硼化物陶瓷后，節(jié)電可達(dá)30%以上。22、 什么是陶瓷基復(fù)合材料？它們是如何分類的？陶瓷基復(fù)合材料主要指由無機(jī)非金屬材料作基體材料，通過顆粒彌散、纖維及晶須強(qiáng)化增韌等來改善陶瓷材料的力學(xué)性能，特別是脆性的一類復(fù)合材料。按符合效果可分為力學(xué)型復(fù)合材料和功能型復(fù)合材料；按材料在復(fù)合構(gòu)造中的作用，可分為基體材料和增強(qiáng)材料。23、 納米復(fù)相陶瓷的構(gòu)造特點(diǎn)是什么？答：納米復(fù)相陶瓷是將納米級的顆粒分散到納米或微米級陶瓷基體中，經(jīng)成型和燒結(jié)制成的。由于納米顆粒能夠抑制基體顆粒的長大，使構(gòu)造均細(xì)化，從而改善材料的力學(xué)性能。納米增強(qiáng)相與基體之間具有非常良好的化學(xué)相容性;納米增強(qiáng)顆粒與基體在熱膨脹系數(shù)上有差異；納米復(fù)合后基體晶粒很小、材料顯微構(gòu)造呈現(xiàn)均勻化、基體晶界強(qiáng)化。24、 如何獲得〔制備〕陶瓷晶須？晶須補(bǔ)強(qiáng)增韌的機(jī)理是什么？答：晶須增韌陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體，以晶須為增強(qiáng)體，通過復(fù)合工藝制備的新型復(fù)合材料。制備方法通常有熔融法、氣相法、內(nèi)熔劑法、水壓熱法、常壓酸化法、燒結(jié)法、KDV法、助溶劑法、溶體法、水熱法、急冷燒結(jié)結(jié)晶法、緩冷燒結(jié)結(jié)晶法等作用機(jī)理為：裂紋橋接機(jī)理：晶須的存在使裂紋尖端尾部存在一晶須一基體界面解離區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，晶須把裂紋橋接起來并在裂紋外表產(chǎn)生閉合應(yīng)力。裂紋偏轉(zhuǎn)機(jī)理：晶須會導(dǎo)致裂紋發(fā)生彎曲和偏轉(zhuǎn)，從而干擾應(yīng)力場，導(dǎo)致基體的應(yīng)力強(qiáng)度降低，起到阻礙裂紋擴(kuò)展的作用。晶須拔出機(jī)理：晶須在外應(yīng)力作用下沿著它和基體的界面滑出的現(xiàn)象。晶須的撥出增加了裂紋的路徑和材料的斷裂功。25、 影響纖維補(bǔ)強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料性能的主要因素有哪些？纖維尺寸：直徑、長度、晶須尺寸纖維的排列方向：排列方向與應(yīng)力方向平行晶須含量及分布的均勻性：含量的增加，韌性增大，強(qiáng)度降低。均勻性改善，強(qiáng)度提高，韌性值提高不大纖維和基體間的物理相容性：熱膨脹性能的匹配纖維與基體間的化學(xué)相容性：不發(fā)生化學(xué)反響，性能不退化界面性質(zhì)：界面對傳遞應(yīng)力、裂紋擴(kuò)展與能量吸收或分散起重要作用。界面層的性質(zhì)可以用纖維與基體之間結(jié)合力的大小來衡量。只有纖維與基體之間保持適中的結(jié)合強(qiáng)度，其中的纖維可承擔(dān)大局部外加應(yīng)力，又能在斷裂過程中以“拔出功'’的形式消耗能量時，才能獲得既補(bǔ)強(qiáng)又增韌的陶瓷基復(fù)合材料。26、設(shè)計(jì)纖維或晶須補(bǔ)強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料應(yīng)遵循的原那么有哪些？盡量使纖維在基體中均勻分散；彈性模量要匹配，纖維的強(qiáng)度和彈性模量應(yīng)大于基體材料；纖維與基體要有良好的化學(xué)相容性，無明顯的化學(xué)反響或形成固溶體；纖維與基體熱膨脹系數(shù)要匹配，只有不大時才能使纖維與界面結(jié)合力適當(dāng)，保證載荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)，并保證裂紋尖端應(yīng)力產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)及纖維拔出；適量的纖維體積分?jǐn)?shù)，過低那么力學(xué)性能改善不明顯，過高那么纖維不易分散，不易致密燒結(jié)；纖維直徑必須在某個臨界直徑以下。27、高性能陶瓷涂層具有哪些特點(diǎn)？能將金屬材料的強(qiáng)韌性、易加工性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性等和陶瓷材料的耐高溫、高耐磨、高耐特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮兩類材料的綜合優(yōu)勢，同時滿足產(chǎn)品對構(gòu)造性能（強(qiáng)度、韌性等）和環(huán)境性能（耐磨、耐蝕、耐高溫等）或特種功能（紅外輻射、微波吸收、熱敏、光敏等）的需要。能夠用于制備陶瓷涂層的材料品種多，包括各種氧化物和復(fù)合氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物以及金屬陶瓷和金屬間化合物。制備陶瓷涂層的工藝方法多，且投資小，靈活方便。固相沉積：如熱噴涂、高溫自蔓延法、電火花外表強(qiáng)化法等氣相沉積：如化學(xué)氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）、真空離子沉積等；液相法：如溶膠法、電化學(xué)沉積法、化學(xué)自催化沉積法（化學(xué)鍍）等。/r/