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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

碳/碳化硅陶瓷基复合材料

一、简介

陶瓷基复合材料(Ceramicmatrixcomposite,CMC)是在陶瓷基

体中引入第二相材料,使之增强、增韧的多相材料,又称为多相复

合陶瓷(Multiphasecompositeceramic)或复相陶瓷(Diphase

ceramic)。陶瓷基复合材料是20世纪80年代逐渐发展起来的新型

陶瓷材料,包括纤维(或晶须)增韧(或增强)陶瓷基复合材料、异相

颗粒弥散强化复相陶瓷、原位生长陶瓷复合材料、梯度功能复合陶

瓷及纳米陶瓷复合材料。其因具有耐高温、耐磨、抗高温蠕变、热

导率低、热膨胀系数低、耐化学腐蚀、强度高、硬度大及介电、透

波等特点,在有机材料基和金属材料基不能满足性能要求的工况下可

以得到广泛应用,成为理想的高温结构材料。报道,陶瓷基复合材料

正是人们预计在21世纪中可替代金属及其合金的发动机热端结构

的首选材料。鉴于此,许多国家都在积极开展陶瓷基复合材料的研

究,大大拓宽了其应用领域,并相继研究出各种制备新技术。

其中,C/SiC陶瓷基复合材料是其中一个非常重要的体系。C/SiC

陶瓷基复合材料主要有两种类型,即碳纤维/碳化硅(Cf/SiC)和碳

颗粒/碳化硅(Cp/SiC)陶瓷基复合材料。Cf/SiC陶瓷基复合材料是

利用Cf来增强增韧SiC陶瓷,从而改善陶瓷的脆性,实现高温结

构材料所必需的性能,如抗氧化、耐高温、耐腐蚀等;Cp/SiC陶瓷

基复合材料是利用Cp来降低SiC陶瓷的硬度,实现结构陶瓷的可

加工性能,同时具有良好的抗氧化性、耐腐蚀、自润滑等。本文主要

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

综述了Cf/SiC陶瓷基复合材料的制备及应用研究现状,并且从结

构和功能一体化的角度,提出了采用软机械力化学法制备Cp与SiC

复合粉体,通过无压烧结得到强度、抗氧化性、耐腐蚀等性能以满

足普通民用工业用的Cp/SiC陶瓷基复合材料的制备技术及应用前

景。陶瓷基复合材料的性能与其结构紧密相关,原材料、结构和工

艺不同,材料的性能也不同。构成复合材料的组分材料包括纤维、基

体和界面,对于C/SiC陶瓷基复合材料而言,界面的材料和结构是

影响其性能的关键。陶瓷基复合材料的性能包括物理化学性能和力

学性能,物化性能主要有密度、孔隙率、线膨胀系数、热扩散系数、

热导率、比热容、抗氧化等,力学性能主要有强度、模量、断裂韧

性、疲劳、高温蠕变、抗热震性、耐烧蚀等性能。韩秀峰等[4]通

过对C/SiC复合材料进行基体改性,制备了2DC/C-SiC复合材料,

并与2DC-SiC的显微结构和力学性能作了对比,结果表明,2D

C/CSiC复合材料可在基本保持2DC/SiC的抗弯强度的