关于先进结构陶瓷的研究

《关于先进结构陶瓷的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第卷第期无机材料学报,年月,关于先进结构陶瓷的研究‘郭景坤中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室上海新材料研究中心上海摘要本文回顾了我国先进陶瓷材料研究四十余年来的进展我国一贯重视陶瓷学的基础研究和应用基础研究对陶瓷工艺的指导作用,同时亦更注意新材料的工艺研究本文简要地介绍了,对先进结构陶瓷材料研究需要考虑的问题提出一些拙,以供讨这些方面的主要成就最后见论关键词结构陶瓷,强化,增韧分类号,前言,,回顾在中国先进结构陶瓷的研究已进行了四十余年和检讨这些年来所取得的研究成果及其进展,将有益于对这一领域研究的持续发展提供思考的基础本文将着重对下一世纪先进结构陶瓷的研

2、究提供一些拙,以供讨论见四十年的回顾中,经国的陶瓷研究一直可以追溯到约九千年的历程从古代的陶器到原始瓷的发现历了约五千年的漫长历史瓷器的发展过程亦已渡过了四千年我国先辈的陶艺师们为我,,国的陶瓷文化积累了灿烂的硕果是华夏民族的骄傲他们积累了极为丰富的陶艺经验,,虽然有相当部分已经失传但流传至今的经验依然是我国的宝贵的财富为我国的陶瓷材料研究奠定了基础,因此这种经验式的材料研究思路在我国能够延续多年是有其历史渊,陶瓷材料的研究得以步入源的随着陶瓷学的日趋形成与发展以及其它学科的借鉴了在相关理论的指,已开始根据使用上的要求,导下从事材料研究的新的台阶近十余年来对、,陶瓷材料的组成显微结

3、构和工艺进行剪裁与设计这标志着我国陶瓷材料的研究又步入,了一个更高的台阶我国从传统陶瓷到先进陶瓷材料从微米陶瓷到目前进行的纳米陶瓷,,研究显示了我国陶瓷材料研究的进程特别是近年的研究工作进展表明它紧扣国际前,而沿的发展又具有自己的特色,我,以高含量的从五十年代开始国着手研究先进陶瓷当时以氧化物陶瓷为主,,为原料研制微晶刚玉瓷用作高温器皿在六十年代初期为我国核工业和其它方面的需要、,而研制了氧化铁陶瓷氧化钙陶瓷和立方氧化错陶瓷等为火箭技术的需要亦进行过硼化钦,和硼化错陶瓷的研究六十年代中期开拓氮化硅结合的碳化硅陶瓷的研究为日后的氮化硅,,和碳化硅陶瓷的研究奠定了基础之后为半导体工业的

4、需要研究了用化学蒸一一收到无机材料学报卷·,,气沉积法制备氮化硼材料七十年代开始为开展改善陶瓷材料的脆性提出用纤维补,强的途径研究陶瓷基复合材料七十年代中期研究成功碳纤维补强石英复合材料,,它具有极高的强度和韧性在室温下垂直于纤维方向的抗弯强度为纯石英材料的倍室温下的断裂功为纯石英材料的三个数量级它还具有极优异的耐热冲击性和耐烧蚀性能,,,成为我国所特有的超高温烧蚀材料它成功地被应用于我国的空间技术中是纤维补强陶,瓷基复合材料在实际应用中最为成功的一个例子在八十年代前后开展了相变增韧,陶瓷以及陶瓷的强化与增韧的研究在此期间全国有不少大学与研究单位参预到先进结,,构陶瓷的研究领域中来

5、使它成为当时的一个研究热点以陶瓷发动机的研究为契机比,、、较全面地开展了先进结构陶瓷材料的研究它包括氧化物陶瓷氮化物陶瓷碳化物陶瓷以及,,它们的复合材料于此同时亦开展了陶瓷材料的一系列常温和高温力学性能的研究、陶瓷材料的评估无损检测和寿命预测陶瓷材料的加工研究亦予以充分的重视,为,在工艺研究的同时了陶瓷学的发展和指导工艺研究对陶瓷学和陶瓷工艺学的基,础和应用基础研究亦予以一贯的重视在六十年代初期我国即开展陶瓷氧化物相图的研【一,陶瓷材料烧结理论的研究究以及陶瓷与金属之间的自由能关系的研究为了氮化物陶瓷材料研究的需要,在七十年代后期开一一卜一【一】展了多元相图的研究在有,,为氮化硅基

6、陶瓷材料的组成关系统中发现个共存区和多个新的化合物和显微结构的,设计提供了科学的依据我国对陶瓷材料制备科学的研究亦是不遗余力认为深入了解粉,成,体制备中的物理化学问题型过程中的科学问题烧成过程中的热力学与动力学以及材、,料的显微结构与工艺性能之间的关系等是对材料的可靠性和稳定性的基本保证同时结合对材料的无损检测和寿命预测,这些结果均可为工艺研究及其改进指出方向在纤维或,,晶须补强陶瓷基复合材料的研究基础上所得到的启发提出了多相复合陶瓷的概念认为是对材料的强化与增韧的有效途径】多相复合陶瓷不仅包括纤维或晶须补强陶瓷基复合材料,还有第二相颗粒弥散的复相陶瓷材料、自补强复相陶瓷材料和表面

7、梯度改性的,复相陶瓷材料在晶须补强陶瓷基复合材料的增韧机理研究中认为晶须桥联与裂纹偏转是主要的,所建立的理论模型与实际结果亦很好地吻合,在多种强化与增韧机理的共同作用下所获得的额外效果,认为是多相复合陶瓷的一种叠加强韧效应”,原位自补强的工艺研究,以及它们的显微结构的研究中发现第二相形态对材料性能的密切关系提出了】在,】原位自补强的机理晶须及原位自补强的断裂过程研究中认为有二级增韧行为畔,在热,在莫来石的先质中添加处理中可生成莫来石的柱状晶体同样可以表现出原位一一,自