陶瓷基復合材料正廣泛、大量地應用于工業產品制件
陶瓷基復合材料
陶瓷基復合材料可以認為是一種改善的碳基復合材料,由陶瓷
基體取代碳基體,陶瓷比碳堅固并且不易氧化。陶瓷基復合材料的
增強相包括連續纖維、非連續纖維、晶須和粒子。連續纖維能提供
較好的性能,目前,有很多不同類型的陶瓷基復合材料,并且它們
處于不同的發展階段。
當經過合理的設計和加工之后,陶瓷基復合材料的主要優點是
它們具有陶瓷的很多優點,例如,它們與高溫金屬相比密度低,但
是更加耐用,也就是陶瓷基復合材料有更高的斷裂韌度,所以當受
到機械和熱振動的時候,陶瓷基復合材料更加不易失效,因此考慮
把陶瓷基復合材料制品用于承受中等拉伸載荷是可能的。但是,陶
瓷基復合材料是所有類型復合材料中較復雜的,并且陶瓷基復合材
料技術的發展趕不上聚合物基復合材料、金屬基復合材料和碳復合
材料。
陶瓷基復合材料正廣泛、大量地應用于工業產品制件。其中,
較成功的是碳化硅晶須增強鋁,它用來切割工具嵌件,具有更大的
斷裂韌度并且比單純的陶瓷材料耐用。另一個應用是碳化硅晶須增
強氮化鋁坩堝,可用于熔融鋁的鑄造。在這一點應用上,陶瓷基復
合材料超過單純陶瓷材料的主要優點是耐熱振性。碳化硅粒子增強
鋁正應用于淤漿泵,這是兇為陶瓷基復合材料好的耐用性和抗疲勞
性。利用其工藝過程,人們制造可造的、復雜的部件成為可能,而
由單純的陶瓷材料很難做得到,其他高溫陶瓷基復合材料應用包括
用于特殊過濾的火電廠的燭形過濾器、天然氣的火嘴部件和u形管
。另外,還有一個廣泛的各種潛在應用,包括固定燃氣輪機燃燒室
襯底和護罩、耐磨型輪輞密封管、反射式屏幕、粒子分離器、管屏
、回收裝置、渦輪頂端護套、吊掛管、加熱爐電扇、熱氣過濾器和
天然氣火嘴部件。
陶瓷基復合材料的太空飛船制件已經受到限制?赡茌^重要的
是用于法國戰斗機上的飛機發動機閥門,有兩種類型,都采用碳化
硅復合材料,一種是由碳纖維增強,另一種是由集束碳化硅纖維增
強。同樣,制造這些部件的工藝過程也是化學氣相浸漬法。太空艙
的熱保護系統采用性能優良的磚塊,這些磚是由非連續的氧化纖維
三維網絡和硅酸鹽表面層復合而成。對大多數磚而言,沒有連續的
基體,表面區域是陶瓷基復合材料的形式。在某些意義上,這可以
認為是一種功能的分級材料。