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《氮化硅陶瓷材料的研究现状及其应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、"!!!!!!"!"综!合!评!述!"!氮化硅陶瓷材料的研究现状及其应用陈力#$华中科技大学材料学院%武汉%&’(()&*冯坚$国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室%长沙%&+(()’*摘要综述了先进结构陶瓷材料在国内外的研究和应用现状%讨论了氮化硅陶瓷补强增韧的研究方法及发展方向%着重介绍了自韧氮化硅陶瓷的研究进展,关键词高温结构陶瓷氮化硅补强增韧自韧在这两年期间%美国有&(余所主要大学承担+<((余项陶瓷研究课题/&2+先进结构陶瓷材料的研究动态%许多从事其它材料研究的科研人员纷纷转向结构陶瓷材
2、料领域的科研工作,先进陶瓷材料%又称为精细陶瓷或特种陶瓷%按当前世界各国先进结构陶瓷材料研究的重点及其使用和性能分类%可分为先进结构陶瓷和先进功主要应用集中在以下几个方面,能陶瓷,前者是以利用其力学和热学性能为主的材+=+陶瓷发动机的开发研制料%因此又可称之为高温结构陶瓷-后者则是以利用陶瓷发动机的开发研制是高温结构陶瓷研究的其电.磁.光.铁电.压电.热释电等性能及其偶合为主要目标及最重要的应用,发动机的零.部件一般是主的材料%亦称之为电子陶瓷/+012在高温.高速运转等苛刻的工况条件下运作%普通的,长期以来%在结构
3、材料中%金属材料的应用占据金属材料或高分子材料难以满足要求%即使高温合统治地位%但随着现代科学技术的飞速发展%人们对金使用温度也不能超过+(<(>%而且效率较低,而材料性能的要求越来越苛刻%在许多高技术领域仅陶瓷发动机可提高工作温度$+1((?+@<(>*%改善仅依靠应用金属材料来获得突破性进展是很困难发动机性能%提高燃烧效率%节约能源,美国早在的,先进结构陶瓷材料以其高强度.高硬度.耐磨损.+8:1年就由AB66CDE公司研制出试验性无冷却抗腐蚀以及低热导等独特的优异性能%在国防.能柴油发动机%现已研制出汽车.卡车
4、.轮船用陶瓷发源.航空航天.机械.石化.冶金.电子等行业%正日益动机,日本政府也在+8:&年制成全陶瓷发动机%其显示出其广阔的发展应用前景%已引起世界各工业热效率达&:;%节约燃料<(;%输出功率提高发达国家的广泛重视%各国竞相投入大量的人力.物/<2’(;%而重量减轻了’(;,最近五十铃汽车研制力予以研究%以至形成世界性的3陶瓷热4,例如美国成功以小型柴油发动机为基础的电子控制陶瓷涡轮在为期+(年的3先进材料和工艺计划4$5667*复合发动机%其主要部件全部是用EF等陶’D&.GHI1中%+881.+88’年共拨款
5、19:1亿美元资助结构陶瓷制造的,瓷%占总拨款的+:;/’2我国是+8:@年开始进行高温结构材料和陶瓷%足见其对结构陶瓷的重视,#作者简介J陈力%男%$+8)@K*%1(((年毕业于国防科技大学%同年免试华中科技大学材料学院攻读硕士学位,研究方向为陶瓷基复合材料.超微粉碎与粉体工程%发表论文多篇,第%期陈力等^氮化硅陶瓷材料的研究现状及其应用[//:[___________________________________________________________________发动机的研制计划!"##$年无水冷
6、柴油机在完成了面积为这种材料保护!使航天飞机穿过大气层时!高温<超过"=:$>?热量被吸收*+,%$$小时&’()%活塞顶和薄涂层零件试验基础上!装-车路试后!由上海顺利驶抵北京!标志着我国陶瓷发".(陶瓷轴承@超精密车床的研制动机的研制取得突破!成为少数掌握此技术的国家目前美国两家公司已联合研制出的&’陶瓷()%之一*+,轴承比轴承钢轻+$;!强度为其/倍!不需要或少-后经改进研究!将无水冷陶瓷发动机安装成沙漠用车!现该车在南疆油田用作救援车*",需要润滑油!而成本仅为轴承钢的"A%-日本BC&CDC-"./高温陶
7、瓷用于宇航工程EF技术研究院研制出的超精密车床的导轨和滑美国哥伦比亚号航天飞机!表层就是被一种代板!均为陶瓷制成!该车床可加工出境面光洁度的表号为01#$$结构陶瓷制成的("$$块隔热瓦所包围!面*+,-工业用陶瓷材料和轴承钢的特性对比见表这是由美国国家航空航天局)2&2所属的03456"*:,-7889导弹和航天公司研制的-航天飞机表层:$;的表"工业陶瓷和轴承钢的典型特性项目氮化硅碳化硅氧化铝氧化锆轴承钢G密度!HIAJ((/=$("$$(#$$=#$$:K$$杨氏模量!LDM("$%/$(#$/$=/"$抗压强
8、度!EDMN(=$$/$$$O/=$$/$$$O/:$$/$$$弯曲模量!EDM:$$O"$$$=$$($$O=$$+$$O#$$维氏硬度!LDM"%O"K/$O/%"KO/$"$O"(K韧性!EDMCPJ=OK/O%(O=KO"/"+O/$热膨胀系数!Q"$R/A5(%K"$"/热传导率!SC
