第6章陶瓷基复合材料报告.ppt

6.5 碳/碳复合材料 （2）基体碳制备 6.5 碳/碳复合材料 （2）基体碳制备 6.5 碳/碳复合材料 （3）碳碳复合材料石墨化处理 6.5 碳/碳复合材料 3、碳/碳复合材料的性能优点 6.5 碳/碳复合材料 4、碳/碳复合材料的应用 6.5 碳/碳复合材料 6.5 碳/碳复合材料 6.5 碳/碳复合材料 6.5 碳/碳复合材料 6.5 碳/碳复合材料 6.6 微晶玻璃基复合材料 1、微晶玻璃 6.6 微晶玻璃基复合材料 6.6 微晶玻璃基复合材料 6.6 微晶玻璃基复合材料 6.6 微晶玻璃基复合材料 2、纤维增强微晶玻璃复合处理 （1）碳纤维增强 （2）SiC纤维增强 （3）Al2O3纤维增强 6.1 陶瓷基复合材料的种类和性能 二、陶瓷基复合材料的性能特点 6.1 陶瓷基复合材料的种类和性能 二、陶瓷基复合材料的性能特点 6.2 陶瓷基复合材料的制备工艺 一、普通制备工艺 1、粉末冶金工艺 是一种被广泛应用的工艺。适用于连续纤维、长纤维、短纤维、颗粒或晶须增强的陶瓷基复合材料。 6.2 陶瓷基复合材料的制备工艺 粉末制备 粉体的性能直接影响陶瓷的性能，制备高纯、超细、组分均匀分布、无团聚的粉体是获得优良陶瓷基复合材料的关键的第一步。 制粉的方法： 机械法：工艺简单、产量大。如球磨 化学法：可获得性能优良的高纯、超细、组分均匀的粉料。分为固相法、液相法和气相法三种。 6.2 陶瓷基复合材料的制备工艺 压制工艺 单向或双向的模压 等静压制、振动压制、粉末轧制及粉浆浇注 压制过程中粉末行为 颗粒间位移，密度增加，压力不变 颗粒间产生磨擦位移，密度继续增加，压力升高 颗粒产生弹性变形，压制过程的本质变化，密度 不再提高，压力增加很快 颗粒发生塑性变形和脆性断裂 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 成形压力 相对密度 充填孔隙 阻滞 变形 压坯密度随成形压力的变化 6.2 陶瓷基复合材料的制备工艺 烧结过程 烧结过程：是指粉末压坯的适当的温度和气氛条件下，加热一段时间内发生的变化现象和过程。 烧结热力学 烧结是一个体系自由能减少的过程。 缩颈增大，颗粒表面平直化而使比表面积减少 烧结体内孔隙总体积与总表面积减少 颗粒内晶格畸变消除 6.2 陶瓷基复合材料的制备工艺 2 、热压工艺 (Hot pressing) 热压工艺：压力与温度同时作用于粉体，加快了粉体的致密化速度，使得产品的致密度更高，同时晶粒尺寸也更小。 浆体浸渍热压工艺： 6.2 陶瓷基复合材料的制备工艺 3、热压-反应烧结工艺 (Hot pressing-reaction bonding method) 这是由美国航空航天局（NASA）在上一世纪八十年代发展的混合了热压法与反应烧结法来制备碳化硅增强氮化硅陶瓷基体复合材料的工艺。 反应烧结工艺： Si 粉 + Si3N4 混合后成型。 95%N2 + 5 H2%气氛、1180 - 1210 ℃预氮化 1-1.5小时。 在1350 - 1450 ℃氮化 18 - 36 小时，此时有 3 Si (s) + 2 N2 ( g) Si3N4(g) 3 Si (g) + 2 N2 ( g) Si3N4(g) 反应烧结工艺的优点： 纤维或晶须的体积分量可以相当大； 可用于多种连续纤维预制体； 反应烧结温度低于陶瓷烧结温度，可避免增强纤维的损坏。 高气孔率难以避免 4 、短纤维或晶须增强复合材料的制备工艺 连续长纤维增强的复合材料的主要特点是具有方向性。 短纤维或晶须与陶瓷浆料混合，烘干，热压。 SiC晶须 Si3N4 浆料 混 合 加入乙醇，球磨 过 滤 干 燥 80 ℃， 50 h 湿 混 加入有机粘结剂 注射成型 去除粘结剂 400 ℃， 氮气 锻 烧 1400 ℃，1 h, 氩气， 热等静压 1600 ℃，4 h, 200 MPa 6.2 陶瓷基复合材料的制备工艺 二、新型制备工艺 所谓的新型工艺都是近