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1、·16·陶瓷2009.No.1纤维增强陶瓷基复合材料概述史国普(济南大学材料科学与工程学院济南250022)摘要连续纤维增强陶瓷基复合材料是最有前途的高温结构材料之一,以其优异的高韧性、高强度得到世界各国的高度重视。综述了纤维增韧陶瓷基复合材料的选材原则、主要的增韧机理、制备方法以及目前主要的界面改性方法。得到以下结论:纤维的选择必须满足工作环境的要求,纤维与基体之间要在热力学上相匹配;主要的增韧机理为载荷转移、微裂纹增韧、裂纹偏转、纤维脱粘和纤维拔出;复合材料的主要制备方法是热压法、CVI法和聚合物浸渍裂解法;目前最有效的界面改性方法
2、是纤维表面涂层。用氧化物纤维作为增韧体,研究更加简单适用于大规模生产的制备方法,研究更加简单的涂层工艺是今后研究纤维增强陶瓷基复合材料的重点。关键词纤维陶瓷基复合材料增韧机理界面改性TheSummaryofFiberReinforcedCeramicMatrixCompositesShiGuopu(SchoolofMaterialScienceandEngineering,JinanUniversity,Jinan,250022)Abstract:ContinuousfiberreinforcedceramicMatrixcomposi
3、tesisoneofthemostfuturematerialsthatareusedinhightemperatureandstructure.Everycountriesintheworldpaidattentiontothematerials,becausethosehavehigh-toughnessandhigh-strength.Inthispa-per,researchstatusofCFCCisreviewedwithrespecttoselectingmaterialsprinciple,tougheningmecha
4、nism,fabricationprocessesandin-terfacemodification.Theresultsshowthat:theselectprincipleofthefibermustadapttherequestoftheuseenvironment,andthethermo-dynamicsbetweenfiberandmatrixmustmatch.Thechiefreinforcedmechanicsisloadtransfer,micro-cracks,cracksdeflection,fiberstick
5、ypointandfiberextraction.ThechiefpreparationmethodsofthecompositesareF-W,CVIandPIP.Themainlyinterfacemodifiedmethodinpresentisthefacecoatonthefiber.Inthefuture,thestudyemphasesoffiberreinforcedceramicmatrixcompositesisoxidefi-berasreinforcedmaterial,simplepreparingmethod
6、thatsuitslarge-scaleproduction,andsimplercoatingtechnology.Keywords:Fiber;Ceramicmatrixcomposites;Tougheningmechanism;Interfacemodification其它相关技术的进步,人们逐步开发出制备这类材料前言的有效方法,使得纤维增强陶瓷基复合材料的制备技术日渐成熟。20多年来,世界各国特别是欧美以及日本等对纤维增强陶瓷基复合材料的制备工艺和增强理连续纤维补强陶瓷基复合材料(ContinuousFiber论进行了大量的研
7、究,取得了许多重要的成果,有的已ReinforcedCeramicMatrixComposites,简称CFCC)是将耐经达到实用化水平。如法国生产的“Cerasep”可作为高温的纤维植入陶瓷基体中形成的一种高性能复合材“Rafale”战斗机的喷气发动机和“Hermes”航天飞机的料。由于其具有高强度和高韧性,特别是具有与普通[4]部件和内燃机的部件;SiO2纤维增强SiO2复合材料陶瓷不同的非失效性断裂方式,使其受到世界各国的已用作“哥伦比亚号”和“挑战者号”航天飞机的隔热极大关注。连续纤维增强陶瓷基复合材料已经开始在[5][1～3]
8、瓦。由于纤维增强陶瓷基复合材料有着优异的高温航天航空、国防等领域得到广泛应用。20世纪70性能、高韧性、高比强、高比模以及热稳定性好等优点,[2]年代初,JAveston在连续纤维增强聚合物基复合材[6～7
