第二章-基體材料課件

第2章復(fù)合材料的

基體材料先進(jìn)復(fù)合材料金陵科技學(xué)院材料工程學(xué)院第2章復(fù)合材料的

基體材陶瓷材料主要內(nèi)容金屬材料

聚合物材料4無機(jī)膠凝材料213陶瓷材料主要內(nèi)2.1金屬材料

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對材料性能的要求越來越高，特別是航天航空、軍事等尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得單一材料難以滿足實(shí)際工程的要求，這促進(jìn)了金屬基復(fù)合材料的迅猛發(fā)展。1與傳統(tǒng)金屬材料相比，金屬基復(fù)合材料具有較高的比強(qiáng)度、比剛度和耐磨性2與樹脂基復(fù)合材料相比，金屬基復(fù)合材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，高溫性能好，可焊接3

與陶瓷材料相比，金屬基復(fù)合材料具有高韌性和高沖擊性能、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)2.1金屬材料2.1金屬材料

航空、航天領(lǐng)域輕質(zhì)、高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料：如B/Al復(fù)合材料

電子領(lǐng)域低熱膨脹系數(shù)、高導(dǎo)熱系數(shù)金屬基復(fù)合材料全球市場及展望(2004～2013年)2.1金屬材料航空、航天領(lǐng)2.1金屬材料國產(chǎn)太行戰(zhàn)機(jī)用渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動機(jī)高溫高性能高鈮鈦鋁合金材料高體份（60-70%）碳化硅顆粒/鋁基復(fù)合材料電子封裝件2.1金屬材料國產(chǎn)太行戰(zhàn)機(jī)用2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則金屬與合金品種繁多，目前用作金屬基復(fù)合材料的金屬有：鋁及鋁合金，鎂合金，鈦合金，鎳合金，銅與銅合金，鋅合金，鉛、鈦鋁、鎳鋁金屬間化合物等。基體材料成分的正確選擇對能否充分組合和發(fā)揮基體金屬和增強(qiáng)物性能特點(diǎn)，獲得預(yù)期的優(yōu)異綜合性能十分重要。2.1金屬材料2.1.1選71金屬基復(fù)合材料的使用要求

2金屬基復(fù)合材料組成的特點(diǎn)3基體金屬與增強(qiáng)體的相容性2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則71金屬基復(fù)合材料的使用要求2金屬基復(fù)合材料組成的特點(diǎn)3基體81.金屬基復(fù)合材料的使用要求

不同領(lǐng)域、不同工況下對復(fù)合材料構(gòu)件的性能要求不同。航天航空領(lǐng)域：高比強(qiáng)度、比模量、尺寸穩(wěn)定性、密度小如：鎂合金和鋁合金作為基體，與高強(qiáng)度、高模量的石墨纖維、硼纖維進(jìn)行復(fù)合。高性能發(fā)動機(jī)：高比強(qiáng)度、比模量、耐高溫性、抗氧化如：鈦基合金、鎳基合金以及金屬間化合物作基體，如碳化硅/鈦、鎢絲/鎳基超合金復(fù)合材料用于噴氣發(fā)動機(jī)葉片、渦輪葉片、轉(zhuǎn)軸、火箭發(fā)動機(jī)箱體材料2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則81.金屬基復(fù)合材料的使用要求不同領(lǐng)域、不同工況下1.金屬基復(fù)合材料的使用要求

不同領(lǐng)域、不同工況下對復(fù)合材料構(gòu)件的性能要求不同。汽車發(fā)動機(jī)：耐熱、耐磨、導(dǎo)熱、一定高溫強(qiáng)度、成本低廉如：選用鋁合金作基體材料與陶瓷顆粒、短纖維進(jìn)行復(fù)合，如碳化硅/鋁，碳纖維/鋁，氧化鋁/鋁等復(fù)合材料用作發(fā)動機(jī)活塞、缸套等零件。工業(yè)集成電路：高導(dǎo)熱、低膨脹如：銀、銅、鋁作為基體，與高導(dǎo)熱性、低熱膨脹的超高模量石墨纖維、金剛石纖維、碳化硅顆粒復(fù)合，用作散熱元件和基板。2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則1.金屬基復(fù)合材料的使用要求不同領(lǐng)域、不同工況下對針對不同的增強(qiáng)體系，應(yīng)充分分析和考慮增強(qiáng)物的特點(diǎn)來正確選擇基體合金材料。2.金屬基復(fù)合材料的組成特點(diǎn)2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則對于連續(xù)纖維增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料：

基體的主要作用是以充分發(fā)揮增強(qiáng)纖維的性能，基體本身與纖維有良好的相容性和塑性，而不要求基體本身有高強(qiáng)度，可選用鋁、鎂作基體。對于非連續(xù)纖維增強(qiáng)（顆粒、晶須、短纖維）的金屬基復(fù)合材料：

基體是主要承載物，要求基體有很高的強(qiáng)度，可選用高強(qiáng)度的鋁合金（如，A365，6061，7075）而不用鋁作為基體。針對不同的增強(qiáng)體系，應(yīng)充分分析和考慮增強(qiáng)物的特點(diǎn)來正確113基體金屬與增強(qiáng)物的相容性金屬基復(fù)合材料高溫成型纖維與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在界面形成反應(yīng)層脆性界面反應(yīng)層受力產(chǎn)生的裂紋引起復(fù)合材料結(jié)構(gòu)破壞界面破壞產(chǎn)生原因：2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則113基體金屬與增強(qiáng)物的相容性金屬基復(fù)合材料高溫成型纖維與在選擇基體時，應(yīng)充分注意與增強(qiáng)物的相容性（特別是化學(xué)相容性），并考慮到盡可能在金屬基復(fù)合材料成型過程中，抑制界面反應(yīng)。3基體金屬與增強(qiáng)物的相容性2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則如何增強(qiáng)基體與增強(qiáng)物的相容性？A對增強(qiáng)纖維進(jìn)行表面處理改性B在金屬基體中添加其他成分C選擇適宜的成型方法在選擇基體時，應(yīng)充分注意與增強(qiáng)物的相容性（特別是化學(xué)相容性）

注意：在用鐵、鎳作為基體時，不適宜用碳（石墨）纖維作為增強(qiáng)物。因?yàn)?，鐵、鎳元素在高溫時能有效促使碳纖維石墨化，破壞了碳纖維的結(jié)構(gòu)，使其喪失原有的強(qiáng)度，而不能提高復(fù)合材料的綜合性能。3基體金屬與增強(qiáng)物的相容性2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則注意：在用鐵、鎳作為基體時，不適宜用碳（石墨）纖維作為142.1.2結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體大致可分為輕金屬基體和耐熱合金基體兩大類。（1）用于450℃以下的輕金屬基體——鋁、鎂合金（2）用于450～700℃的復(fù)合材料的金屬基體——鈦合金（3）用于1000℃以上的高溫復(fù)合材料的金屬基體——鎳基、鐵基耐熱合金和金屬間化合物2.1金屬材料142.1.2結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體大致可1用于450℃以下的輕金屬基體——鋁、鎂合金鋁基和鎂基復(fù)合材料，已廣泛應(yīng)用于航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星、空間站、汽車發(fā)動機(jī)零件、剎車盤等方面。2.1.2結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體2.1金屬材料152用于450~700℃以下的復(fù)合材料基體——鈦合金鈦合金具有相對密度小、耐腐蝕、耐氧化、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，用碳化硅纖維增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料可制成葉片和傳動軸等零件用于高性能航空發(fā)動機(jī)。1用于450℃以下的輕金屬基體——鋁、鎂合金鋁基和鎂基復(fù)16各種牌號鋁、鎂合金的成分和性能16各種牌號鋁、鎂合金的成分和性能17鈦合金的成分和性能17鈦合金的成分和性能183用于1000℃以上的高溫復(fù)合材料的金屬基體——鎳基、鐵基耐熱合金和金屬間化合物鎳基高溫合金廣泛應(yīng)用于各種燃?xì)廨啓C(jī)中，用鎢絲、釷鎢絲增強(qiáng)的鎳基可用于高性能航空發(fā)動機(jī)葉片。2.1.2結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體2.1金屬材料高溫金屬基復(fù)合材料的基體合金成分和性能183用于1000℃以上的高溫復(fù)合材料的金屬基體——鎳基19

目前已有應(yīng)用的功能金屬基復(fù)合材料（不含雙金屬復(fù)合材料）主要有用于微電子技術(shù)的電子封裝和熱沉材料、高導(dǎo)熱、耐電弧燒蝕的集電材料、耐高溫摩擦的耐磨材料、耐腐蝕的電池極板材料等等。主要選用的金屬基體是純鋁及鋁合金、純銅及銅合金、銀、鉛、鋅等金屬。功能用金屬基復(fù)合材料所用的金屬基體均具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性和良好的力學(xué)性能，但有熱膨脹系數(shù)大、耐電弧燒蝕性差等缺點(diǎn)。

2.1.3功能用金屬基復(fù)合材料的基體2.1金屬材料19目前已有應(yīng)用的功能金屬基復(fù)合材料20用于電子封裝：高碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基、銅基復(fù)合材料，高模石墨纖維增強(qiáng)鋁基、銅基復(fù)合材料，硼/鋁復(fù)合材料等。用于耐磨零部件：碳化硅、氧化鋁、石墨顆粒、晶須、纖維等增強(qiáng)的鋁、鎂、銅、鋅、鉛等金屬基復(fù)合材料。用于集成電路：碳纖維、金屬絲、陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁、銅、銀及合金材料。2.1.3功能用金屬基復(fù)合材料的基體2.1金屬材料20用于電子封裝：高碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基、銅基復(fù)合材料，高模石無機(jī)膠凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。在無機(jī)膠凝材料基增強(qiáng)塑料中，研究和應(yīng)用最多的是纖維增強(qiáng)水泥基增強(qiáng)塑料。它是以水泥凈漿、砂漿或混凝土為基體，以短切纖維或連續(xù)纖維為增強(qiáng)材料組成的。用無機(jī)膠凝材料作基體來生產(chǎn)纖維增強(qiáng)塑料尚是一種處于發(fā)展階段的新型結(jié)構(gòu)材料，其長期耐久性尚待進(jìn)一步提高，其成型工藝尚待進(jìn)一步完善，其應(yīng)用領(lǐng)域有待進(jìn)一步地開發(fā)。2.2.1無機(jī)膠凝材料2.2無機(jī)膠凝材料無機(jī)膠凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。2.2.12.2.2水泥基體材料(1)水泥基體材料具有以下五個特征①水泥基體為多孔體系，其孔隙尺寸可由數(shù)“埃”到數(shù)百“?！?。孔隙存在不僅會影響基體本身的性能，也會影響纖維與基體的界面粘接。②纖維與水泥的彈性模量比小，因水泥的彈性模量比樹脂的高，對多數(shù)有機(jī)纖維而言，纖維與水泥的彈性模量比甚至小于1，這意昧著在纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料中應(yīng)力的傳遞效應(yīng)遠(yuǎn)不如纖維增強(qiáng)樹脂2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料2.2無機(jī)膠③水泥基材的斷裂延伸率較低，在纖維尚未從水泥基材中拔出拉斷前，水泥基材即行開裂。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(1)水泥基體材料具有以下五個特征④水泥基材中含有粉末或顆粒狀的物料,與纖維成點(diǎn)接觸，故纖維的摻量受到很大限制。而樹脂基體在未固化前是粘稠液體，可較好地浸透纖維中。故纖維的摻量可高些。⑤水泥基材呈堿性，對金屬纖維可起保護(hù)作用，但對大多數(shù)礦物纖維是不利的。③水泥基材的斷裂延伸率較低，在纖維尚未從水泥基材中拔出拉斷24幾種增強(qiáng)水泥基體用纖維和水泥性能比較見下表所示：24幾種增強(qiáng)水泥基體用纖維和水泥性能比較見下表所示：(2)水泥基體的水化機(jī)理水泥水化過程是相當(dāng)復(fù)雜的，其物理化學(xué)變化是多種多樣的。在硅酸鹽熟料中，硅酸鹽礦物硅酸三鈣(簡寫C3S)、硅酸二鈣(簡寫C2S)約占75％；鋁酸三鈣(簡寫C3A)和鐵鋁酸四鈣(簡寫C4AF)的固溶體約占20％。硅酸三鈣和硅酸二鈣的主要水化反應(yīng)產(chǎn)物是水化硅酸鈣與Ca(OH)2的晶體。兩種硅酸鹽的水化反應(yīng)可大致用下式表示：2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料簡稱CSH1式簡稱CSH2式(2)水泥基體的水化機(jī)理2.2無機(jī)膠在早期的水泥石中，主要是CSH(1)式型，系由熟料粒子向外輻射的針、刺、柱、管狀的晶體（長約0.5~2um，寬一般小于0.2um）在末端變細(xì)，常在尖端有分叉。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理CSH(2)式型與CSH(1)式型往往同時出現(xiàn)，粒子相互嚙合成網(wǎng)絡(luò)狀。CSH(２)式型以集合體出現(xiàn)，粒徑小于0.3um，是不規(guī)則的等徑粒子。在早期的水泥石中，主要是CSH(1)式型，系由熟料粒子向外輻27Ca(OH)2在早期大量生成，初生成時，為六角形的薄片，寬度由幾十微米到100多微米，以后逐漸增厚并失去六角形輪廓。Ca(OH)2晶體與水化硅酸鈣交叉在一起，對水泥石的強(qiáng)度及其與集料顆粒、纖維的膠結(jié)起著主要作用。CSH纖維狀晶體，在水泥石長期水化中，仍繼續(xù)存在，并且還可發(fā)育生長，有的可達(dá)幾十微米。長纖維網(wǎng)絡(luò)起著改善水泥石本身強(qiáng)度和變形的作用。水泥中的鐵鋁酸鹽相在水化時，可生成形態(tài)與結(jié)晶完全不同的三種水化產(chǎn)物：“鈣礬石”、“單硫相”和“水化石榴石”的固溶體。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理27Ca(OH)2在早期大量生成，初生成時，為六角形的薄片，由于硅酸鹽水泥水化過程中產(chǎn)生大量Ca(OH)2，故其水泥石孔隙液相的pH值很高，一般在12.5~13.0。

2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理硫鋁酸鹽熟料的主要礦物成分為無水硫鋁酸鈣[3CaO.3Al2O3.CaSO4，簡寫C4A3(SO3)]與--C2S。當(dāng)85~90%的硫鋁酸鹽熟料與10~15%的二水石膏粉磨可得硫鋁酸鹽型早強(qiáng)水泥。由于硅酸鹽水泥水化過程中產(chǎn)生大量Ca(OH)2，故其水泥石29在水化時，無水硫酸鈣與二水石膏反應(yīng)生成鈣礬石與鋁膠(AH3)，其反應(yīng)式如下：2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理另外，Ca(OH)2與鋁膠、二水石膏反應(yīng)生成鈣礬石、其反應(yīng)式如下：29在水化時，無水硫酸鈣與二水石膏反應(yīng)生成鈣礬石與鋁膠(AH30由于硫鋁酸鹽早強(qiáng)水泥中的石膏含量不足，故全部Ca(OH)2被結(jié)合生產(chǎn)鈣礬石。因此，這種水泥硬化體孔隙中液相的pH值為11.5左右。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理硫鋁酸鹽型低堿水泥是由30~40％的硫鋁酸鹽熟料與30％～70％的硬石膏制成的。由于此種水泥的石膏含量較高，故--2CaO.SiO2水化生產(chǎn)的Ca(OH)2，幾乎皆可與鋁膠、石膏反應(yīng)生成鈣礬石，故使硬化體孔隙中液相pH值只有10.5左右。30由于硫鋁酸鹽早強(qiáng)水泥中的石膏含量不足，故全部Ca(OH)31在各種水泥水化生成物中，只有鈣礬石的孔隙液相的pH值是最低的。因此，到目前為止，硫鋁酸鹽型低堿水泥是水硬性膠凝材料中堿度最低的一種。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理31在各種水泥水化生成物中，只有鈣礬石的孔隙液相的pH值是最322.2.3氯氧鎂水泥氯氧鎂水泥基復(fù)合材料是以氯氧鎂水泥為基體，以各種類型的纖維增強(qiáng)材料及不同外加劑所組成，用一定的加工方法復(fù)合而成的一種多相固體材料，屬于無機(jī)膠凝材料基復(fù)合材料。它具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、不燃燒、成本低和生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。氯氧鎂水泥、也稱鎂水泥，至今已有120多年的歷史。它是MgO—MgCl2—H20三元體系。多年來因其水化物的耐水性較差，限制了它的開發(fā)和應(yīng)用。近年來，人們通過研究，在配方中引入不同類型的抗水性外加劑，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使其抗水性大幅度提高。使得氯氧鎂水泥復(fù)合材料從單一輕型屋面材料，發(fā)展列復(fù)合地板、玻璃瓦、浴缸和風(fēng)管等多種制品。2.2無機(jī)膠凝材料322.2.3氯氧鎂水泥2.2無機(jī)膠33氯氧鎂水泥中的主要成分分為菱苦土(MgO)，它是菱鎂礦石經(jīng)800~850℃煅燒而成的一種氣硬性膠凝材料。我國菱鎂礦資源蘊(yùn)藏豐富，截止1986年底統(tǒng)計，我國菱鎂礦勘查儲量達(dá)28億噸，占世界儲量的30％。主要分布在遼寧、山東、四川、河北、新疆等地，其中遼寧約占全國貯量的35％。開發(fā)利用這一巨大的資源優(yōu)勢，對于推動GRＣ復(fù)合材料的發(fā)展將起到不可估量的作用。目前，鎂水泥復(fù)合材料廣泛采用的是玻璃纖維、石棉纖維和木質(zhì)纖維增強(qiáng)材料，為改善制品性能還填加各種粉狀填料(如滑石粉、二氧化硅粉等)及抗水性外加劑。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.3氯氧鎂水泥33氯氧鎂水泥中的主要成分分為菱苦土(MgO)，它是菱鎂礦石34

鎂水泥復(fù)合材料生產(chǎn)方法，根據(jù)所用纖維材料的形式不同而異，有鋪網(wǎng)法(即用玻璃纖維網(wǎng)格布增強(qiáng)水泥砂漿)、噴射法(即用連續(xù)纖維切短后與水泥砂漿同時噴射到模具中)、頂拌法(即短切纖維與水泥砂漿通過機(jī)械攪拌混合后，澆鑄注到模具中)。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.3氯氧鎂水泥34鎂水泥復(fù)合材料生產(chǎn)方法，根據(jù)所用纖維材料的形式不同而35傳統(tǒng)陶瓷是指陶器和瓷器，主要由含二氧化硅的天然硅酸鹽礦物質(zhì)制成?，F(xiàn)代陶瓷：高純度、高性能的氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等。2.3陶瓷材料單一的陶瓷存在脆性大，韌性差，很容易因存在的裂紋、空隙、雜質(zhì)等缺陷而破碎。在陶瓷基體中添加其他成分，如陶瓷粒子，纖維或晶須，可提高陶瓷的韌性。作為基體材料使用的陶瓷，應(yīng)具有：優(yōu)良的耐高溫性質(zhì)、與纖維或晶須之間有良好的界面相容性以及較好的工藝性能等。常見的陶瓷基體有：微晶玻璃、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。35傳統(tǒng)陶瓷是指陶器和瓷器，主要由含二氧化硅的天然硅酸鹽礦物361微晶玻璃微晶玻璃是通過加入晶核劑等方法，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，又稱為玻璃陶瓷。微晶玻璃的結(jié)構(gòu)與性能與陶瓷、玻璃均不同，其性質(zhì)是由晶相的礦物組成與玻璃相的化學(xué)組成以及它們的數(shù)量決定的，集中了玻璃與陶瓷的特點(diǎn)。典型代表：Li2O-Al2O3-SiO22.3陶瓷材料361微晶玻璃微晶玻璃是通過加入晶核劑等方法，37微晶玻璃具有熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)較大等特點(diǎn)，同時還具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。

為獲得力學(xué)性能優(yōu)良的復(fù)合材料，加入的纖維或晶須應(yīng)與基體的熱膨脹系數(shù)及彈性模量匹配，化學(xué)性能相容，并且用于增強(qiáng)的纖維或晶須應(yīng)具有良好的惰性不被基體液相腐蝕。常見的有：碳纖維、碳化硅纖維（晶須）、氧化鋁纖維增強(qiáng)微晶玻璃基復(fù)合材料。1微晶玻璃2.3陶瓷材料37微晶玻璃具有熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)較大等特點(diǎn)，同38應(yīng)用較多的有：Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫來石（3Al2O3-2SiO2）等。具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等性能，但脆性大。主要的增強(qiáng)物為：陶瓷顆?；蚓ы殹?氧化物陶瓷2.3陶瓷材料38應(yīng)用較多的有：Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，

Al2O3（剛玉）—典型的純氧化物陶瓷。有較高室溫和高溫強(qiáng)度。

ZrO2—使用溫度達(dá)2000～2200℃，主要用作耐火坩鍋，反應(yīng)堆的絕緣材料，金屬表面的防護(hù)涂層等。有三種晶型：立方結(jié)構(gòu)（C相）、四方結(jié)構(gòu)（t相）和單斜結(jié)構(gòu)（m相），加入適量的穩(wěn)定劑后，t相可以亞穩(wěn)定狀態(tài)存在于室溫，稱部分穩(wěn)定ZrO2。在壓力作用下發(fā)生t-m馬氏體轉(zhuǎn)變，稱應(yīng)力誘導(dǎo)相變。這種相變將吸收能量，使裂紋尖端的應(yīng)力場松弛，增加裂紋擴(kuò)展阻力，從而實(shí)現(xiàn)增韌，常用的穩(wěn)定劑有MgO、Y2O3等。2氧化物陶瓷2.3陶瓷材料Al2O3（剛玉）—典型的純氧化物403非氧化物陶瓷

指不含氧的金屬碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等。自然界比較少，需要人工合成，是先進(jìn)陶瓷特別是金屬陶瓷的主要成分和晶相，主要由共價鍵結(jié)合而成，也有一定的金屬鍵成分。

共價鍵結(jié)合能比較高—材料有高的耐火度、高的硬度（有的接近金剛石）、高的耐磨性，但脆性大，抗氧化能力低。2.3陶瓷材料403非氧化物陶瓷指不含氧的金41氮化硅陶瓷(Si3N4)

共價鍵化合物的原子自擴(kuò)散系數(shù)非常高，高純的Si3N4

的固相燒結(jié)極為困難。

因此，常用反應(yīng)燒結(jié)和熱壓燒結(jié)。前者是將Si3N4粉以適當(dāng)?shù)姆绞匠尚魏?，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行氮化合成(約1350℃）。后者是將加適當(dāng)?shù)闹鸁齽?MgO,Al2O3,1600~1700℃)燒結(jié)。3非氧化物陶瓷2.3陶瓷材料41氮化硅陶瓷(Si3N4)共價鍵化合物的原子自擴(kuò)氮化硼和氮化鈦陶瓷氮化硼陶瓷

BN有兩種晶型：六方BN結(jié)構(gòu)，性能與石墨相似，因此有白石墨之稱。HBN硬度不高，是唯一易于機(jī)械加工的陶瓷。高溫（1500～2000℃)高壓（6~9×103MPa）下可轉(zhuǎn)化為立方BN(CBN）。CBN的硬度接近于金剛石，是極好的耐磨材料。氮化鈦陶瓷

TiN是一種新型的結(jié)構(gòu)材料，硬度大、高熔點(diǎn)（2950℃）、化學(xué)穩(wěn)定性好，而且金黃色金屬光澤。是一種很好的耐火耐磨材料及受人歡迎的代金裝飾材料。

TiN還有導(dǎo)電性，可用作熔鹽電極以及電觸頭等材料；TiN具有較高的超導(dǎo)臨界溫度，還是一種優(yōu)良的超導(dǎo)材料。3非氧化物陶瓷2.3陶瓷材料氮化硼和氮化鈦陶瓷氮化硼陶瓷3非氧化物陶瓷2.3碳化硅陶瓷材料制備溫度（℃）抗彎強(qiáng)度（室溫三點(diǎn)）Mpa密度/g·cm-3

彈性模量/MPa線膨脹系數(shù)/(20~1000℃)反應(yīng)燒結(jié)SiC1600～1700159~4243.09~3.12380~420×103

5.2~4.4×10-6

熱壓SiC1800～2000718~7603.19~3.2440×103

4.8×10-6

CVDSiC涂層1200～1800731~9932.95~3.21480×103

－重結(jié)晶SiC1600～1700~1702.6206×103

－燒結(jié)SiC（摻SiC－B4C）1950～2100~2803.11

－

－燒結(jié)SiC（摻B）1950～2100~5403.14.9×10-6

3非氧化物陶瓷2.3陶瓷材料碳化硅陶瓷材料制備溫度（℃）抗彎強(qiáng)度密度彈性模44

碳化硼屬于六方晶系。重量輕，硬度高（50GPa，僅次于金剛石），耐磨性好，熱穩(wěn)定性好，耐酸。耐堿性。可用作噴砂嘴，切削工具，高溫?zé)峤粨Q器、輕型裝甲陶瓷等。

B4C粉末一般用適量的碳還B2O3+C→B4CB4C陶瓷難以燒結(jié)，原因是燒成溫度范圍窄，溫度過低，燒結(jié)不致密，溫度太高易導(dǎo)致B4C分解。碳化硼陶瓷3非氧化物陶瓷2.3陶瓷材料44碳化硼屬于六方晶系。重量輕，硬度高

碳化鈦結(jié)晶為面心立方晶格（NaCl型)。晶格常數(shù)為0.4319nm，密度為4.93～4.9g·cm-3

，熔點(diǎn)為3160～3250℃，1.15K時TiC呈現(xiàn)超導(dǎo)特性，TiC莫氏硬度9～10，彈性模量322MPa，可用作耐磨材料。TiC粉末制取方法：

2TiO2+C=Ti2O3+COTi2O3+C=2TiO+COTiO+2C=TiC+CO

TiC陶瓷的燒結(jié)方法主要有熱壓法。透明的TiC陶瓷是較好的光學(xué)功能材料。碳化鈦陶瓷3非氧化物陶瓷2.3陶瓷材料碳化鈦結(jié)晶為面心立方晶格（NaCl型)。晶格常數(shù)為046

MoSi2是介于無機(jī)非金屬與金屬間化合物之間的材料，結(jié)合方式為共價鍵與金屬鍵。熔點(diǎn)2030℃，800℃以上發(fā)生氧化反應(yīng)形成SiO2保護(hù)層，能阻止氧化的繼續(xù)發(fā)生?？梢宰鳛楦邷剡B接材料。二硅化鉬陶瓷3非氧化物陶瓷2.3陶瓷材料46MoSi2是介于無機(jī)非金屬與金屬間化合物之間的材2.4.1基體材料的組分及作用聚合物基體：基體材料主要成分，決定復(fù)合材料的性能、成型工藝及價格。要求：具有較高的力學(xué)性能、介電性能、耐熱性能和耐老化性能，并且要施工簡單，有良好的工藝性能。2.輔助劑：（1）交聯(lián)劑（引發(fā)劑、促進(jìn)劑）交聯(lián)劑：能在線型分子間起架橋作用從而使多個線型分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。促進(jìn)或調(diào)節(jié)聚合物分子鏈間共價鍵或離子鍵形成的物質(zhì)。也稱為固化劑。引發(fā)劑：指一類容易受熱分解成自由基的化合物，可用于引發(fā)烯類、雙烯類單體的自由基聚合和共聚合反應(yīng)，也可用于不飽和聚酯的交聯(lián)固化和高分子交聯(lián)反應(yīng)。促進(jìn)劑：與催化劑或交聯(lián)劑并用時，可以提高反應(yīng)速率的一種用量較少的物質(zhì)2.4聚合物材料2.4.1基體材料的組分及作用聚合物基體：2.4（2）稀釋劑：降低聚合物基體粘度，便于施工。非活性稀釋劑：不參與樹脂固化反應(yīng)，樹脂成型中揮發(fā)，加入量為10~60%。如：丙酮、乙醇、甲苯、苯活性稀釋劑：不與樹脂固化反應(yīng)，成為材料成分，加入量為10%。如：苯乙烯（不飽和）、環(huán)氧丙烷丁基醚2.4.1基體材料的組分及作用2.4聚合物材料2.輔助劑：（3）增韌（增塑）劑降低樹脂剛性、提高塑性，將導(dǎo)致強(qiáng)度和耐熱性下降。如：鄰苯二甲酚酯、聚酰胺等。（2）稀釋劑：降低聚合物基體粘度，便于施工。非活性稀釋劑：不49（4）觸變劑提高樹脂在靜止?fàn)顟B(tài)下的粘度，在外力作用下，樹脂又變成流動性液體。適合于大型產(chǎn)品，尤其在垂直面上使用，加入量為1~3%。如：活性SiO2(白炭黑)、膨潤土、聚氯乙烯粉。2.4.1基體材料的組分及作用2.4聚合物材料2.輔助劑：（5）填料降低成本，改善性能（降低收縮率，提高表面硬度和耐磨性能、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等）。如：CaCO3、滑石粉、石英粉、金屬粉。49（4）觸變劑提高樹脂在靜止?fàn)顟B(tài)下的粘度，在外力作用下，樹50（6）顏料用量約0.5~5%要求：顏色鮮明，有耐熱性和耐光性；在樹脂中分散良好，不影響樹脂固化。一般選用無機(jī)顏料，有機(jī)顏料影響樹脂固化。2.4.1基體材料的組分及作用2.4聚合物材料2.輔助劑：3.基體的作用均衡載荷，傳遞載荷（將單根的纖維粘成整體）；保護(hù)纖維，防止纖維磨損；賦予復(fù)合材料各種特性（耐熱、耐腐蝕、阻燃、抗輻射）；決定復(fù)合材料生產(chǎn)工藝、成型方法。50（6）顏料用量約0.5~5%2.4.1基體材料的514基體材料的選用原則①產(chǎn)品性能②工藝性能③成本及來源基體材料綜合決定2.4.1基體材料的組分及作用2.4聚合物材料514基體材料的選用原則①產(chǎn)品性能基體材料綜合決定2.4522.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）分子鏈很大（103~105個結(jié)構(gòu)單元）：線形的，支鏈的，網(wǎng)狀的（2）鏈長有限的聚合物分子中含有官能團(tuán)或端基（3）聚合物分子間的作用力：若分子鏈中化學(xué)鍵有一定的內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度，則柔性大，反之，則呈剛性。2.4聚合物材料522.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：2.453一、力學(xué)性能1.強(qiáng)度與模量主要因素是分子內(nèi)和分子間的作用力?；w材料的破壞是主鏈上的化學(xué)鍵斷裂或是分子間相互作用力的破壞。纖維彈性模量低，纖維受拉時單獨(dú)受力，纖維單根或單束斷裂；纖維彈性模量高，纖維受拉時由于粘接力作用，纖維表面整體強(qiáng)度高。2.樹脂內(nèi)聚強(qiáng)度固化程度提高，分子量增大，內(nèi)聚強(qiáng)度升高；機(jī)械強(qiáng)度增加并達(dá)到穩(wěn)定值；固化程度很高，則樹脂形變能力減低，呈現(xiàn)脆性2.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能2.4聚合物材料53一、力學(xué)性能1.強(qiáng)度與模量主要因素是分子內(nèi)和分子間的作3.樹脂斷裂延伸率聚合物形變：普彈形變、高彈形變、粘流形變普彈形變：由聚合物分子的鍵長和鍵角改變引起，變形較?。?%）高彈形變：由大分子鏈的鏈段移動引起，是聚合物主要變形形式（Tg以上）強(qiáng)迫高彈形變（Tg以下）：在外力作用量夠大，時間是夠長條件下出現(xiàn)決定因素：大分子鏈的柔韌性、大分子鏈間的交聯(lián)密度2.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能2.4聚合物材料3.樹脂斷裂延伸率聚合物形變：普彈形變、高彈形變、粘流形變554.樹脂體積收縮率：物理收縮、化學(xué)收縮固化收縮率：環(huán)氧樹脂1~2%；聚酯樹脂4~6%；酚醛樹脂8~10%影響因素：固化前樹脂系統(tǒng)（包括樹脂、固化劑等）的密度；基體固化后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的緊密程度；固化過程中有無小分子釋放。降低收縮率方法：調(diào)節(jié)樹脂大分子鏈段充分伸直，固化前分子間填充密實(shí)，固化后有緊密的空間網(wǎng)絡(luò)。2.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能2.4聚合物材料554.樹脂體積收縮率：物理收縮、化學(xué)收縮固化收縮率：環(huán)氧

固化是指線型樹脂在固化劑存在下或加熱條件下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)變成不溶、不熔，具有體型結(jié)構(gòu)的固態(tài)樹脂的全過程。凝膠：定型：熟化：

液態(tài)樹脂可溶線型小分子

固態(tài)樹脂不溶不熔體型結(jié)構(gòu)大分子固化粘流態(tài)樹脂半固態(tài)凝膠失去流動性凝膠時間＜手糊時間凝膠硬度、形狀表觀上變硬，一定力學(xué)性能經(jīng)后處理，穩(wěn)定物理化學(xué)性能固化階段2.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能2.4聚合物材料固化是指線型樹脂在固化劑存在下或加熱條件下，57二、耐熱性能復(fù)合材料耐熱性：溫度升高，性能變化物理性能：模量、強(qiáng)度、變形化學(xué)性能：失重、分解、氧化樹脂耐熱性物理耐熱性：在一定溫度條件下，仍然保持其作為基體材料的強(qiáng)度化學(xué)耐熱性：樹脂發(fā)生熱老化時的溫度范圍聚合物受熱變化物理變化：變形、軟化、流動、熔融化學(xué)變化：分子鏈交聯(lián)、氧化、產(chǎn)生氣體等2.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能2.4聚合物材料57二、耐熱性能復(fù)合材料耐熱性：溫度升高，性能變化物理性能：58提高樹脂耐熱性方法：增加高分子鏈剛性：引入共軛雙鍵、三鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)；進(jìn)行結(jié)晶：-C-O-C-,-OH,-NH2等；進(jìn)行交聯(lián)：交聯(lián)鍵增加，提高分子間作用力。2.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能2.4聚合物材料二、耐熱性能58提高樹脂耐熱性方法：增加高分子鏈剛性：引入共軛雙鍵、三鍵59三、耐腐蝕性能樹脂的腐蝕物理作用：溶脹或溶解，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，性能下降影響因素：樹脂結(jié)構(gòu)樹脂含量樹脂固化交聯(lián)密度化學(xué)作用：化學(xué)鍵破壞或新的化學(xué)鍵2.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能2.4聚合物材料59三、耐腐蝕性能樹脂的腐蝕物理作用：溶脹或溶解，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破60四、介電性能樹脂分子由共價鍵組成，是一種優(yōu)良的電絕緣材料.極性大的分子一般介電常數(shù)也大影響因素：樹脂大分子的極性：極性增加，電絕緣性下降；固化樹脂雜質(zhì)含量及種類2.4.2基體材料的結(jié)構(gòu)和性能2.4聚合物材料60四、介電性能樹脂分子由共價鍵組成，是一種優(yōu)良的電絕緣材料612.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料樹脂加熱后產(chǎn)生化學(xué)變化，逐漸硬化成型，再受熱也不軟化，也不能溶解。熱固性樹脂其分子結(jié)構(gòu)為體型，它包括大部分的縮合樹脂，熱固性樹脂有酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯以及硅醚樹脂等。2.4聚合物材料612.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料樹脂加熱后產(chǎn)生化學(xué)變化1.不飽和聚酯樹脂聚酯包括飽和聚酯和不飽和聚酯。飽和聚酯：沒有非芳族的不飽和鍵不飽和聚酯：含有非芳族的不飽和鍵，由不飽和二元羧酸或酸酐、飽和二元羧酸或酸酐與多元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的相對分子質(zhì)量不高的線型高分子化合物。不飽和聚酯樹脂：在聚酯化縮聚反應(yīng)結(jié)束后，趁熱加入一定量的乙烯基單體，配成粘稠的液體，這樣的聚合物溶液稱之為不飽和聚酯樹脂。不飽和聚酯樹脂主要應(yīng)用于玻璃纖維復(fù)合材料。2.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料1.不飽和聚酯樹脂聚酯包括飽和聚酯和不飽和聚酯。不飽和聚酯63主要特點(diǎn)：工藝性能好，粘度低可在室溫下成型；價格低廉；固化時體積收縮率大，成型時氣味和毒性較大；耐熱性、強(qiáng)度和模量較低，易變形1.不飽和聚酯樹脂2.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料63主要特點(diǎn)：1.不飽和聚酯樹脂2.4.3熱固性樹脂基常用不飽和聚酯樹脂牌號主要成分技術(shù)指標(biāo)性能與用途FL191丙二醇/苯乙烯苯酐/順酐酸值：28~38mgKOH/g粘度：0.25~0.45Pa.S室溫凝膠時間：12~22min耐光通用型樹脂，適用于平板和波紋板等玻纖增強(qiáng)產(chǎn)品FL189乙二醇/苯酐順酐/苯乙烯20~28mgKOH/g0.25~0.45Pa.S6.5~11.5min耐水耐候樹脂、冷卻塔、衛(wèi)生潔具FL195丙二醇/苯酐/順酐苯乙烯27~35mgKOH/g0.12~0.22Pa.S30~54min高透光率樹脂、透明板材、采光罩FL198丙二醇/苯酐順酐/苯乙烯20~28mgKOH/g0.45~0.85Pa.S6~10min高活性樹脂、適用于強(qiáng)度高、耐中溫纖維增強(qiáng)塑料1.不飽和聚酯樹脂2.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料常用不飽和聚酯樹脂牌號主要成分技術(shù)指標(biāo)性能與用途FL191丙2.環(huán)氧樹脂分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，它們的相對分子質(zhì)量都不高。分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。2.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料2.環(huán)氧樹脂分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合66環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、電絕緣性能和粘結(jié)性能，可以作為涂料、澆鑄料、模壓料、膠粘劑、層壓材料以直接或間接使用的形式滲透到從日常生活用品到高新技術(shù)領(lǐng)域的國民經(jīng)濟(jì)的各個方面。例如：飛機(jī)、航天器中的復(fù)合材料、大規(guī)模集成電路的封裝材料、發(fā)電機(jī)的絕緣材料、鋼鐵和木材的涂料、機(jī)械土木建筑用的膠粘劑、乃至食品罐頭內(nèi)壁涂層和金屬抗蝕電泳涂裝等都大量使用環(huán)氧樹脂。它已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的材料。2.環(huán)氧樹脂2.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料66環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、電絕緣性能和粘結(jié)性能673.酚醛樹脂酚類化合物與醛類化合物縮聚而得的樹脂，一般常指由苯酚和甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)而得的合成樹脂。

苯酚

甲醛原為無色或黃褐色透明物，市場銷售往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍(lán)等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱堿，遇強(qiáng)酸發(fā)生分解，遇強(qiáng)堿發(fā)生腐蝕。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有機(jī)溶劑中。2.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料673.酚醛樹脂酚類化合物與醛類化合物縮聚而得的樹脂，一般常68特點(diǎn)：耐高溫性、耐酸性、機(jī)械強(qiáng)度較高、低煙低毒用途：主要用于生產(chǎn)壓塑粉、層壓塑料；制造清漆或絕緣、耐腐蝕涂料；制造日用品、裝飾品；制造隔音、隔熱材料、人造板、鑄造、耐火材料等。3.酚醛樹脂2.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料68特點(diǎn)：3.酚醛樹脂2.4.3熱固性樹脂基復(fù)合材料2.692.4.4熱塑性樹脂基復(fù)合材料熱塑性聚合物是指具有線型或支鏈型結(jié)構(gòu)的那一類有機(jī)高分子化合物，這類聚合物可以反復(fù)受熱軟化（或熔化），而冷卻后變硬。熱塑性聚合物在軟化或熔化狀態(tài)下，可以進(jìn)行模塑加工，當(dāng)冷卻至軟化點(diǎn)以下時能保持模塑成型的形狀。2.4聚合物材料692.4.4熱塑性樹脂基復(fù)合材料熱塑性聚合物是指具有線70聚乙烯聚苯乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚酰胺（尼龍）2.4.4熱塑性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料70聚乙烯聚苯乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚酰胺（尼龍）2.4.4聚碳酸酯聚甲醛聚對苯二甲酸乙二醇酯2.4.4熱塑性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料聚碳酸酯聚甲醛聚對苯二甲酸乙二醇酯2.4.4熱塑性樹脂基72

與熱固性樹脂基復(fù)合材料比，熱塑性聚合物基復(fù)合材料在力學(xué)性能、使用溫度、老化性能方面處于劣勢，而在工藝簡單、工藝周期短、成本低、相對密度小等方面占優(yōu)勢。2.4.4熱塑性樹脂基復(fù)合材料2.4聚合物材料72與熱固性樹脂基復(fù)合材料比，熱塑性聚73本章習(xí)題：1、制備金屬基復(fù)合材料如何有效選擇基體？2、選擇金屬基體時，如何增強(qiáng)基體與增強(qiáng)物的相容性？3、常用的陶瓷基體主要有哪些類型，各有什么特點(diǎn)？4、聚合物基體的主要作用是什么？5、什么是熱塑性樹脂？什么是熱固性樹脂？73本章習(xí)題：1、制備金屬基復(fù)合材料如何有效選擇基體？第2章復(fù)合材料的

基體材料先進(jìn)復(fù)合材料金陵科技學(xué)院材料工程學(xué)院第2章復(fù)合材料的

基體材陶瓷材料主要內(nèi)容金屬材料

聚合物材料4無機(jī)膠凝材料213陶瓷材料主要內(nèi)2.1金屬材料

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對材料性能的要求越來越高，特別是航天航空、軍事等尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得單一材料難以滿足實(shí)際工程的要求，這促進(jìn)了金屬基復(fù)合材料的迅猛發(fā)展。1與傳統(tǒng)金屬材料相比，金屬基復(fù)合材料具有較高的比強(qiáng)度、比剛度和耐磨性2與樹脂基復(fù)合材料相比，金屬基復(fù)合材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，高溫性能好，可焊接3

與陶瓷材料相比，金屬基復(fù)合材料具有高韌性和高沖擊性能、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)2.1金屬材料2.1金屬材料

航空、航天領(lǐng)域輕質(zhì)、高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料：如B/Al復(fù)合材料

電子領(lǐng)域低熱膨脹系數(shù)、高導(dǎo)熱系數(shù)金屬基復(fù)合材料全球市場及展望(2004～2013年)2.1金屬材料航空、航天領(lǐng)2.1金屬材料國產(chǎn)太行戰(zhàn)機(jī)用渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動機(jī)高溫高性能高鈮鈦鋁合金材料高體份（60-70%）碳化硅顆粒/鋁基復(fù)合材料電子封裝件2.1金屬材料國產(chǎn)太行戰(zhàn)機(jī)用2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則金屬與合金品種繁多，目前用作金屬基復(fù)合材料的金屬有：鋁及鋁合金，鎂合金，鈦合金，鎳合金，銅與銅合金，鋅合金，鉛、鈦鋁、鎳鋁金屬間化合物等?；w材料成分的正確選擇對能否充分組合和發(fā)揮基體金屬和增強(qiáng)物性能特點(diǎn)，獲得預(yù)期的優(yōu)異綜合性能十分重要。2.1金屬材料2.1.1選801金屬基復(fù)合材料的使用要求

2金屬基復(fù)合材料組成的特點(diǎn)3基體金屬與增強(qiáng)體的相容性2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則71金屬基復(fù)合材料的使用要求2金屬基復(fù)合材料組成的特點(diǎn)3基體811.金屬基復(fù)合材料的使用要求

不同領(lǐng)域、不同工況下對復(fù)合材料構(gòu)件的性能要求不同。航天航空領(lǐng)域：高比強(qiáng)度、比模量、尺寸穩(wěn)定性、密度小如：鎂合金和鋁合金作為基體，與高強(qiáng)度、高模量的石墨纖維、硼纖維進(jìn)行復(fù)合。高性能發(fā)動機(jī)：高比強(qiáng)度、比模量、耐高溫性、抗氧化如：鈦基合金、鎳基合金以及金屬間化合物作基體，如碳化硅/鈦、鎢絲/鎳基超合金復(fù)合材料用于噴氣發(fā)動機(jī)葉片、渦輪葉片、轉(zhuǎn)軸、火箭發(fā)動機(jī)箱體材料2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則81.金屬基復(fù)合材料的使用要求不同領(lǐng)域、不同工況下1.金屬基復(fù)合材料的使用要求

不同領(lǐng)域、不同工況下對復(fù)合材料構(gòu)件的性能要求不同。汽車發(fā)動機(jī)：耐熱、耐磨、導(dǎo)熱、一定高溫強(qiáng)度、成本低廉如：選用鋁合金作基體材料與陶瓷顆粒、短纖維進(jìn)行復(fù)合，如碳化硅/鋁，碳纖維/鋁，氧化鋁/鋁等復(fù)合材料用作發(fā)動機(jī)活塞、缸套等零件。工業(yè)集成電路：高導(dǎo)熱、低膨脹如：銀、銅、鋁作為基體，與高導(dǎo)熱性、低熱膨脹的超高模量石墨纖維、金剛石纖維、碳化硅顆粒復(fù)合，用作散熱元件和基板。2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則1.金屬基復(fù)合材料的使用要求不同領(lǐng)域、不同工況下對針對不同的增強(qiáng)體系，應(yīng)充分分析和考慮增強(qiáng)物的特點(diǎn)來正確選擇基體合金材料。2.金屬基復(fù)合材料的組成特點(diǎn)2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則對于連續(xù)纖維增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料：

基體的主要作用是以充分發(fā)揮增強(qiáng)纖維的性能，基體本身與纖維有良好的相容性和塑性，而不要求基體本身有高強(qiáng)度，可選用鋁、鎂作基體。對于非連續(xù)纖維增強(qiáng)（顆粒、晶須、短纖維）的金屬基復(fù)合材料：

基體是主要承載物，要求基體有很高的強(qiáng)度，可選用高強(qiáng)度的鋁合金（如，A365，6061，7075）而不用鋁作為基體。針對不同的增強(qiáng)體系，應(yīng)充分分析和考慮增強(qiáng)物的特點(diǎn)來正確843基體金屬與增強(qiáng)物的相容性金屬基復(fù)合材料高溫成型纖維與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在界面形成反應(yīng)層脆性界面反應(yīng)層受力產(chǎn)生的裂紋引起復(fù)合材料結(jié)構(gòu)破壞界面破壞產(chǎn)生原因：2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則113基體金屬與增強(qiáng)物的相容性金屬基復(fù)合材料高溫成型纖維與在選擇基體時，應(yīng)充分注意與增強(qiáng)物的相容性（特別是化學(xué)相容性），并考慮到盡可能在金屬基復(fù)合材料成型過程中，抑制界面反應(yīng)。3基體金屬與增強(qiáng)物的相容性2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則如何增強(qiáng)基體與增強(qiáng)物的相容性？A對增強(qiáng)纖維進(jìn)行表面處理改性B在金屬基體中添加其他成分C選擇適宜的成型方法在選擇基體時，應(yīng)充分注意與增強(qiáng)物的相容性（特別是化學(xué)相容性）

注意：在用鐵、鎳作為基體時，不適宜用碳（石墨）纖維作為增強(qiáng)物。因?yàn)椋F、鎳元素在高溫時能有效促使碳纖維石墨化，破壞了碳纖維的結(jié)構(gòu)，使其喪失原有的強(qiáng)度，而不能提高復(fù)合材料的綜合性能。3基體金屬與增強(qiáng)物的相容性2.1金屬材料2.1.1選擇基體的原則注意：在用鐵、鎳作為基體時，不適宜用碳（石墨）纖維作為872.1.2結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體大致可分為輕金屬基體和耐熱合金基體兩大類。（1）用于450℃以下的輕金屬基體——鋁、鎂合金（2）用于450～700℃的復(fù)合材料的金屬基體——鈦合金（3）用于1000℃以上的高溫復(fù)合材料的金屬基體——鎳基、鐵基耐熱合金和金屬間化合物2.1金屬材料142.1.2結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體大致可1用于450℃以下的輕金屬基體——鋁、鎂合金鋁基和鎂基復(fù)合材料，已廣泛應(yīng)用于航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星、空間站、汽車發(fā)動機(jī)零件、剎車盤等方面。2.1.2結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體2.1金屬材料882用于450~700℃以下的復(fù)合材料基體——鈦合金鈦合金具有相對密度小、耐腐蝕、耐氧化、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，用碳化硅纖維增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料可制成葉片和傳動軸等零件用于高性能航空發(fā)動機(jī)。1用于450℃以下的輕金屬基體——鋁、鎂合金鋁基和鎂基復(fù)89各種牌號鋁、鎂合金的成分和性能16各種牌號鋁、鎂合金的成分和性能90鈦合金的成分和性能17鈦合金的成分和性能913用于1000℃以上的高溫復(fù)合材料的金屬基體——鎳基、鐵基耐熱合金和金屬間化合物鎳基高溫合金廣泛應(yīng)用于各種燃?xì)廨啓C(jī)中，用鎢絲、釷鎢絲增強(qiáng)的鎳基可用于高性能航空發(fā)動機(jī)葉片。2.1.2結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體2.1金屬材料高溫金屬基復(fù)合材料的基體合金成分和性能183用于1000℃以上的高溫復(fù)合材料的金屬基體——鎳基92

目前已有應(yīng)用的功能金屬基復(fù)合材料（不含雙金屬復(fù)合材料）主要有用于微電子技術(shù)的電子封裝和熱沉材料、高導(dǎo)熱、耐電弧燒蝕的集電材料、耐高溫摩擦的耐磨材料、耐腐蝕的電池極板材料等等。主要選用的金屬基體是純鋁及鋁合金、純銅及銅合金、銀、鉛、鋅等金屬。功能用金屬基復(fù)合材料所用的金屬基體均具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性和良好的力學(xué)性能，但有熱膨脹系數(shù)大、耐電弧燒蝕性差等缺點(diǎn)。

2.1.3功能用金屬基復(fù)合材料的基體2.1金屬材料19目前已有應(yīng)用的功能金屬基復(fù)合材料93用于電子封裝：高碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基、銅基復(fù)合材料，高模石墨纖維增強(qiáng)鋁基、銅基復(fù)合材料，硼/鋁復(fù)合材料等。用于耐磨零部件：碳化硅、氧化鋁、石墨顆粒、晶須、纖維等增強(qiáng)的鋁、鎂、銅、鋅、鉛等金屬基復(fù)合材料。用于集成電路：碳纖維、金屬絲、陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁、銅、銀及合金材料。2.1.3功能用金屬基復(fù)合材料的基體2.1金屬材料20用于電子封裝：高碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基、銅基復(fù)合材料，高模石無機(jī)膠凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。在無機(jī)膠凝材料基增強(qiáng)塑料中，研究和應(yīng)用最多的是纖維增強(qiáng)水泥基增強(qiáng)塑料。它是以水泥凈漿、砂漿或混凝土為基體，以短切纖維或連續(xù)纖維為增強(qiáng)材料組成的。用無機(jī)膠凝材料作基體來生產(chǎn)纖維增強(qiáng)塑料尚是一種處于發(fā)展階段的新型結(jié)構(gòu)材料，其長期耐久性尚待進(jìn)一步提高，其成型工藝尚待進(jìn)一步完善，其應(yīng)用領(lǐng)域有待進(jìn)一步地開發(fā)。2.2.1無機(jī)膠凝材料2.2無機(jī)膠凝材料無機(jī)膠凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。2.2.12.2.2水泥基體材料(1)水泥基體材料具有以下五個特征①水泥基體為多孔體系，其孔隙尺寸可由數(shù)“?！钡綌?shù)百“埃’?？紫洞嬖诓粌H會影響基體本身的性能，也會影響纖維與基體的界面粘接。②纖維與水泥的彈性模量比小，因水泥的彈性模量比樹脂的高，對多數(shù)有機(jī)纖維而言，纖維與水泥的彈性模量比甚至小于1，這意昧著在纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料中應(yīng)力的傳遞效應(yīng)遠(yuǎn)不如纖維增強(qiáng)樹脂2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料2.2無機(jī)膠③水泥基材的斷裂延伸率較低，在纖維尚未從水泥基材中拔出拉斷前，水泥基材即行開裂。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(1)水泥基體材料具有以下五個特征④水泥基材中含有粉末或顆粒狀的物料,與纖維成點(diǎn)接觸，故纖維的摻量受到很大限制。而樹脂基體在未固化前是粘稠液體，可較好地浸透纖維中。故纖維的摻量可高些。⑤水泥基材呈堿性，對金屬纖維可起保護(hù)作用，但對大多數(shù)礦物纖維是不利的。③水泥基材的斷裂延伸率較低，在纖維尚未從水泥基材中拔出拉斷97幾種增強(qiáng)水泥基體用纖維和水泥性能比較見下表所示：24幾種增強(qiáng)水泥基體用纖維和水泥性能比較見下表所示：(2)水泥基體的水化機(jī)理水泥水化過程是相當(dāng)復(fù)雜的，其物理化學(xué)變化是多種多樣的。在硅酸鹽熟料中，硅酸鹽礦物硅酸三鈣(簡寫C3S)、硅酸二鈣(簡寫C2S)約占75％；鋁酸三鈣(簡寫C3A)和鐵鋁酸四鈣(簡寫C4AF)的固溶體約占20％。硅酸三鈣和硅酸二鈣的主要水化反應(yīng)產(chǎn)物是水化硅酸鈣與Ca(OH)2的晶體。兩種硅酸鹽的水化反應(yīng)可大致用下式表示：2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料簡稱CSH1式簡稱CSH2式(2)水泥基體的水化機(jī)理2.2無機(jī)膠在早期的水泥石中，主要是CSH(1)式型，系由熟料粒子向外輻射的針、刺、柱、管狀的晶體（長約0.5~2um，寬一般小于0.2um）在末端變細(xì)，常在尖端有分叉。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理CSH(2)式型與CSH(1)式型往往同時出現(xiàn)，粒子相互嚙合成網(wǎng)絡(luò)狀。CSH(２)式型以集合體出現(xiàn)，粒徑小于0.3um，是不規(guī)則的等徑粒子。在早期的水泥石中，主要是CSH(1)式型，系由熟料粒子向外輻100Ca(OH)2在早期大量生成，初生成時，為六角形的薄片，寬度由幾十微米到100多微米，以后逐漸增厚并失去六角形輪廓。Ca(OH)2晶體與水化硅酸鈣交叉在一起，對水泥石的強(qiáng)度及其與集料顆粒、纖維的膠結(jié)起著主要作用。CSH纖維狀晶體，在水泥石長期水化中，仍繼續(xù)存在，并且還可發(fā)育生長，有的可達(dá)幾十微米。長纖維網(wǎng)絡(luò)起著改善水泥石本身強(qiáng)度和變形的作用。水泥中的鐵鋁酸鹽相在水化時，可生成形態(tài)與結(jié)晶完全不同的三種水化產(chǎn)物：“鈣礬石”、“單硫相”和“水化石榴石”的固溶體。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理27Ca(OH)2在早期大量生成，初生成時，為六角形的薄片，由于硅酸鹽水泥水化過程中產(chǎn)生大量Ca(OH)2，故其水泥石孔隙液相的pH值很高，一般在12.5~13.0。

2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理硫鋁酸鹽熟料的主要礦物成分為無水硫鋁酸鈣[3CaO.3Al2O3.CaSO4，簡寫C4A3(SO3)]與--C2S。當(dāng)85~90%的硫鋁酸鹽熟料與10~15%的二水石膏粉磨可得硫鋁酸鹽型早強(qiáng)水泥。由于硅酸鹽水泥水化過程中產(chǎn)生大量Ca(OH)2，故其水泥石102在水化時，無水硫酸鈣與二水石膏反應(yīng)生成鈣礬石與鋁膠(AH3)，其反應(yīng)式如下：2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理另外，Ca(OH)2與鋁膠、二水石膏反應(yīng)生成鈣礬石、其反應(yīng)式如下：29在水化時，無水硫酸鈣與二水石膏反應(yīng)生成鈣礬石與鋁膠(AH103由于硫鋁酸鹽早強(qiáng)水泥中的石膏含量不足，故全部Ca(OH)2被結(jié)合生產(chǎn)鈣礬石。因此，這種水泥硬化體孔隙中液相的pH值為11.5左右。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理硫鋁酸鹽型低堿水泥是由30~40％的硫鋁酸鹽熟料與30％～70％的硬石膏制成的。由于此種水泥的石膏含量較高，故--2CaO.SiO2水化生產(chǎn)的Ca(OH)2，幾乎皆可與鋁膠、石膏反應(yīng)生成鈣礬石，故使硬化體孔隙中液相pH值只有10.5左右。30由于硫鋁酸鹽早強(qiáng)水泥中的石膏含量不足，故全部Ca(OH)104在各種水泥水化生成物中，只有鈣礬石的孔隙液相的pH值是最低的。因此，到目前為止，硫鋁酸鹽型低堿水泥是水硬性膠凝材料中堿度最低的一種。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.2水泥基體材料(2)水泥基體的水化機(jī)理31在各種水泥水化生成物中，只有鈣礬石的孔隙液相的pH值是最1052.2.3氯氧鎂水泥氯氧鎂水泥基復(fù)合材料是以氯氧鎂水泥為基體，以各種類型的纖維增強(qiáng)材料及不同外加劑所組成，用一定的加工方法復(fù)合而成的一種多相固體材料，屬于無機(jī)膠凝材料基復(fù)合材料。它具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、不燃燒、成本低和生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。氯氧鎂水泥、也稱鎂水泥，至今已有120多年的歷史。它是MgO—MgCl2—H20三元體系。多年來因其水化物的耐水性較差，限制了它的開發(fā)和應(yīng)用。近年來，人們通過研究，在配方中引入不同類型的抗水性外加劑，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使其抗水性大幅度提高。使得氯氧鎂水泥復(fù)合材料從單一輕型屋面材料，發(fā)展列復(fù)合地板、玻璃瓦、浴缸和風(fēng)管等多種制品。2.2無機(jī)膠凝材料322.2.3氯氧鎂水泥2.2無機(jī)膠106氯氧鎂水泥中的主要成分分為菱苦土(MgO)，它是菱鎂礦石經(jīng)800~850℃煅燒而成的一種氣硬性膠凝材料。我國菱鎂礦資源蘊(yùn)藏豐富，截止1986年底統(tǒng)計，我國菱鎂礦勘查儲量達(dá)28億噸，占世界儲量的30％。主要分布在遼寧、山東、四川、河北、新疆等地，其中遼寧約占全國貯量的35％。開發(fā)利用這一巨大的資源優(yōu)勢，對于推動GRＣ復(fù)合材料的發(fā)展將起到不可估量的作用。目前，鎂水泥復(fù)合材料廣泛采用的是玻璃纖維、石棉纖維和木質(zhì)纖維增強(qiáng)材料，為改善制品性能還填加各種粉狀填料(如滑石粉、二氧化硅粉等)及抗水性外加劑。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.3氯氧鎂水泥33氯氧鎂水泥中的主要成分分為菱苦土(MgO)，它是菱鎂礦石107

鎂水泥復(fù)合材料生產(chǎn)方法，根據(jù)所用纖維材料的形式不同而異，有鋪網(wǎng)法(即用玻璃纖維網(wǎng)格布增強(qiáng)水泥砂漿)、噴射法(即用連續(xù)纖維切短后與水泥砂漿同時噴射到模具中)、頂拌法(即短切纖維與水泥砂漿通過機(jī)械攪拌混合后，澆鑄注到模具中)。2.2無機(jī)膠凝材料2.2.3氯氧鎂水泥34鎂水泥復(fù)合材料生產(chǎn)方法，根據(jù)所用纖維材料的形式不同而108傳統(tǒng)陶瓷是指陶器和瓷器，主要由含二氧化硅的天然硅酸鹽礦物質(zhì)制成?，F(xiàn)代陶瓷：高純度、高性能的氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等。2.3陶瓷材料單一的陶瓷存在脆性大，韌性差，很容易因存在的裂紋、空隙、雜質(zhì)等缺陷而破碎。在陶瓷基體中添加其他成分，如陶瓷粒子，纖維或晶須，可提高陶瓷的韌性。作為基體材料使用的陶瓷，應(yīng)具有：優(yōu)良的耐高溫性質(zhì)、與纖維或晶須之間有良好的界面相容性以及較好的工藝性能等。常見的陶瓷基體有：微晶玻璃、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。35傳統(tǒng)陶瓷是指陶器和瓷器，主要由含二氧化硅的天然硅酸鹽礦物1091微晶玻璃微晶玻璃是通過加入晶核劑等方法，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，又稱為玻璃陶瓷。微晶玻璃的結(jié)構(gòu)與性能與陶瓷、玻璃均不同，其性質(zhì)是由晶相的礦物組成與玻璃相的化學(xué)組成以及它們的數(shù)量決定的，集中了玻璃與陶瓷的特點(diǎn)。典型代表：Li2O-Al2O3-SiO22.3陶瓷材料361微晶玻璃微晶玻璃是通過加入晶核劑等方法，110微晶玻璃具有熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)較大等特點(diǎn)，同時還具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。

為獲得力學(xué)性能優(yōu)良的復(fù)合材料，加入的纖維或晶須應(yīng)與基體的熱膨脹系數(shù)及彈性模量匹配，化學(xué)性能相容，并且用于增強(qiáng)的纖維或晶須應(yīng)具有良好的惰性不被基體液相腐蝕。常見的有：碳纖維、碳化硅纖維（晶須）、氧化鋁纖維增強(qiáng)微晶玻璃基復(fù)合材料。1微晶玻璃2.3陶瓷材料37微晶玻璃具有熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)較大等特點(diǎn)，同111應(yīng)用較多的有：Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫來石（3Al2O3-2SiO2）等。具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等性能，但脆性大。主要的增強(qiáng)物為：陶瓷顆?；蚓ы殹?氧化物陶瓷2.3陶瓷材料38應(yīng)用較多的有：Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，

Al2O3（剛玉）—典型的純氧化物陶瓷。有較高室溫和高溫強(qiáng)度。

ZrO2—使用溫度達(dá)2000～2200℃，主要用作耐火坩鍋，反應(yīng)堆的絕緣材料，金屬表面的防護(hù)涂層等。有三種晶型：立方結(jié)構(gòu)（C相）、四方結(jié)構(gòu)（t相）和單斜結(jié)構(gòu)（m相），加入適量的穩(wěn)定劑后，t相可以亞穩(wěn)定狀態(tài)存在于室溫，稱部分穩(wěn)定ZrO2。在壓力作用下發(fā)生t-m馬氏體轉(zhuǎn)變，稱應(yīng)力誘導(dǎo)相變。這種相變將吸收能量，使裂紋尖端的應(yīng)力場松弛，增加裂紋擴(kuò)展阻力，從而實(shí)現(xiàn)增韌，常用的穩(wěn)定劑有MgO、Y2O3等。2氧化物陶瓷2.3陶瓷材料Al2O3（剛玉）—典型的純氧化物1133非氧化物陶瓷

指不含氧的金屬碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等。自然界比較少，需要人工合成，是先進(jìn)陶瓷特別是金屬陶瓷的主要成分和晶相，主要由共價鍵結(jié)合而成，也有一定的金屬鍵成分。

共價鍵結(jié)合能比較高—材料有高的耐火度、高的硬度（有的接近金剛石）、高的耐磨性，但脆性大，抗氧化能力低。2.3陶瓷材料403非氧化物陶瓷指不含氧的金114氮化硅陶瓷(Si3N4)

共價鍵化合物的原子自擴(kuò)散系數(shù)非常高，高純的Si3N4

的固相燒結(jié)極為困難。

因此，常用反應(yīng)燒結(jié)和熱壓燒結(jié)。前者是將Si3N4粉以適當(dāng)?shù)姆绞匠尚魏?，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行氮化合成(約1350℃）。后者是將加適當(dāng)?shù)闹鸁齽?MgO,Al2O3,1600~1700℃)燒結(jié)。3非氧化物陶瓷2.3陶瓷材料41氮化硅陶瓷(Si3N4)共價鍵化合物的原子自擴(kuò)氮化硼和氮化鈦陶瓷氮化硼陶瓷

BN有兩種晶型：六方BN結(jié)構(gòu)，性能與石墨相似，因此有白石墨之稱。HBN硬度不高，是唯一易于機(jī)械加工的陶瓷。高溫（1500～2000℃)高壓（6~9×103MPa）下可轉(zhuǎn)化為立方BN(CBN）。CBN的硬度接近于金剛石，是極好的耐磨材料。氮化鈦陶瓷

TiN是一種新型的結(jié)構(gòu)材料，硬度大、高熔點(diǎn)（2950℃）、化學(xué)穩(wěn)定性好，而且金黃色金屬光澤。是一種很好的耐火耐磨材料及受人歡迎的代金裝飾材料。

TiN還有導(dǎo)電性，可用作熔鹽電極以及電觸頭等材料；TiN具有較高的超導(dǎo)臨界溫度，還是一種優(yōu)良的超導(dǎo)材料。3非氧化物陶瓷2.3陶瓷材料氮化硼和氮化鈦陶瓷氮化硼陶瓷3非氧化物陶瓷2.3碳化硅陶瓷材料制備溫度（℃）抗彎強(qiáng)度（室溫三點(diǎn)）Mpa密度/g·cm-3

彈性模量/MPa線膨脹系數(shù)/(20~1000℃)反應(yīng)燒結(jié)SiC1600～1700159~4243.09~3.12380~420×103

5.2~4.4×10-6

熱壓SiC1800～2