碳／碳化硅陶瓷基复合材料的研究及应用进展

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1、·14·材料导报：综述篇2010年l1月(上)第24卷第11期碳／碳化硅陶瓷基复合材料的研究及应用进展陆有军，王燕民，吴澜尔(1华南理工大学材料科学与工程学院，广II'l510640；2北方民族大学材料科学与工程学院，银川750021)摘要碳／碳化硅(C／SiC)陶瓷基复合材料是重要的热结构材料体系之一。综述了近年来发展的有关制备c／SiC陶瓷基复合材料的各种技术及其在航空航天、光学系统、空间技术、交通Z-具(刹车片、阀)、能源技术等领域的应用，展望了可应用于玻璃工业中的纳米碳颗粒与亚微米碳化硅复合的陶瓷基复合材料制备工艺，可拓宽该陶瓷基复

2、合材料的应用领域。关键词碳化硅陶瓷基复合材料热结构材料制备技术DevelopmentandApplication0fCarb0n／Silic0nCarbideCeramicMatrixCompositeIUYoujun一．WANGYanmin。WULan'er2(1CollegeofMaterialsScience。Engineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640：2CollegeofMaterialsScience&Engineering，NorthernUniver

3、sityforNationalities。Yinchuan750021)AbstractCarbon／siliconcarbide(C／SiC)ceramicmatrixcompositeisoneoftheimportantthermo—structurematerials．TheexistingtechniquesarereviewedforthepreparationoftheC／SiCceramicmatrixcompositeaswellasrecentapplicationsonaerospace，opticalsystem，s

4、pacetechnique，vehicle(brakesheet，valve)，andenergytechnique．Inaddition，sometechnologiestOprepareaceramicmatrixcompositewithnano-particlesofcarbon(Cp)andsubmi—cron-sizedparticlesofsiliconcarbidefortheuseinglassindustryareproposed，extendingtheapplicationsofCp／SiCcomposite．Key

5、wordssiliconcarbide，ceramicmatrixcomposite，thermostructurematerials，preparationmethod增韧SiC陶瓷，从而改善陶瓷的脆性，实现高温结构材料所O引言必需的性能，如抗氧化、耐高温、耐腐蚀等；C。／SiC陶瓷基复陶瓷基复合材料(Ceramicmatrixcomposite，CMC)是在合材料是利用c来降低SiC陶瓷的硬度，实现结构陶瓷的可陶瓷基体中引入第二相材料，使之增强、增韧的多相材料，又加工性能，同时具有良好的抗氧化性、耐腐蚀、自润滑等。本称为多相复合陶瓷(M

6、ultiphasecompositeceramic)或复相陶文主要综述了C／SiC陶瓷基复合材料的制备及应用研究现瓷(Diphaseceramic)l_1]。陶瓷基复合材料是2O世纪8O年代状，并且从结构和功能一体化的角度，提出了采用软机械力逐渐发展起来的新型陶瓷材料，包括纤维(或晶须)增韧(或化学法制备C与SiC复合粉体，通过无压烧结得到强度、抗增强)陶瓷基复合材料、异相颗粒弥散强化复相陶瓷、原位生氧化性、耐腐蚀等性能以满足普通民用工业用的C／SiC陶长陶瓷复合材料、梯度功能复合陶瓷及纳米陶瓷复合材料。瓷基复合材料的制备技术及应用前景。其

7、因具有耐高温、耐磨、抗高温蠕变、热导率低、热膨胀系数陶瓷基复合材料的性能与其结构紧密相关，原材料、结低、耐化学腐蚀、强度高、硬度大及介电、透波等特点，在有机构和工艺不同，材料的性能也不同。构成复合材料的组分材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料包括纤维、基体和界面，对于c／sic陶瓷基复合材料而言，广泛应用，成为理想的高温结构材料。文献[2]报道，陶瓷基界面的材料和结构是影响其性能的关键。陶瓷基复合材料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的性能包括物理化学性能和力学性能，物化性能主要有密发动机热端结构的首选材

8、料。鉴于此，许多国家都在积极开度、孑L隙率、线膨胀系数、热扩散系数、热导率、比热容、抗氧展陶瓷基复合材料的研究，大大拓宽了其应用领域，并相继化等，力学性能主要有强度、模量、断裂韧