sic结构陶瓷陶瓷基复合材材料

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SiC结构陶瓷陶瓷基复合材材料的生产、科研及应用现状评述引言根据增韧方式的不同，陶瓷基复合材料分为颗粒、晶须、层状和连续纤维增韧陶瓷基复合材料。叫种陶瓷基复合材料的强度和断裂韧性依次增加。其中前两种复合材料具有各向同性，后两种复合材料具有各向异性。连续纤维增韧陶瓷基复合材料(CMCY4以从根本上克服陶瓷脆性，是陶瓷基复合材料发展的主流方向。根据a合材料组成不同，连续纤维增韧陶瓷基a合材料分为玻璃基、氧化物基和非氧化物基复合材料，工作温度依次提高。玻璃基复合材料、氧化物基复合材料和非氧化物基复合材料分别具有低成本、抗氧化和高性能的优点［1］。连续纤维增初碳化硅陶瓷基复合材料(CMOSiC)是FI前研宂最多、应用最成功和最广泛的陶瓷基复合材料，CMC-SiC具有岛比强、岛比模、耐岛温、抗烧蚀、抗氧化和低密度等特点，其密度为2〜2.5g/cm3,仅是高温合金和铌合金的1/3〜1/4,钨合金的1/9〜1/10。CMC-SiC主要包括碳纤维增軔碳化硅(C/SiC)和碳化硅纤维增初碳化硅(SiC/SiC)两种。1CMC-SiC的生产现状在连续纤维的生产制备方而，SiC纤维按其直径的大小分为大直径与小直径两类。大直径SiC纤维一般是以钨丝或碳丝为中心化学气相沉积制备的，直径超过lOOgm,不易编织，多用于金属基复合材料的增强相；小直径SiC纤维是由聚合物先驱体转化制备而来，直径十几微米，可编织性强，多用于陶瓷基复合材料的增强相［2］。自从20世纪70年代日本Yajima教授发明SiC纤维以来，SiC纤维己经有了Nicalon、Tyrannol、Salramic三个商品系歹(J，我国成为继日本与美国之后第三个生产SiC纤维的国家，生产的KD系列SiC纤维主要性能指标基本接近于国外第一代Nicalon纤维。在CMC-SiC生产方面，法国Snecma公司生产的CMC-SiC调节片、密封片巳装机使用近10年。在700°C工作100h，减重50%，疲劳寿命优于高温合金，目前正向其他发动机上拓展。在工业燃气涡轮发电机中.以CMC-SiC燃烧室内衬和覆环为代表的静止件己经完成全寿命试车考核，短时间内可以进入实际应川阶段。CMC-SiC材料作为高速刹车系统，正在试车考核，在奥迪A8和保时捷等高档轿车上已经获得应用。2CMC-SiC科研现状CMC-SiC具有材料结构一体化和多尺度的结构特征，通过各结构单元的优化设计，产生协同效应，以达到岛性能和各性能的合理匹配。纤维单丝表而的均匀纳米尺度界而层是实现合材料强韧化的关键，构成连续纤维增韧陶瓷基合材料特有的力学性能特征，使CMC-SiC具有类似金属的断裂行为，对裂纹不敏感，不发生灾难性损毁。CMC-SiC的制造方法有反应烧结(RB),热压烧结(HP)，前驱体浸渍热解(PIP)，反应性熔体渗透(RMI)以及