陶瓷基复合材料
学号：071055053 姓名：钟启华
摘要：在高技术，尤其是航天航空技术领域内，对结构材料要求具有轻质高强、耐高温、抗氧化、耐腐蚀和高韧性的特点。陶瓷具有优良的综合机械性能、耐磨性好、硬度高、以及耐热性和耐腐蚀性好等特点。但是它最大缺点是脆性大，使用时会产生不可预测的突然性断裂。近年来，通过往陶瓷中加入或生成成颗粒、晶须、纤维等增强材料，使陶瓷的韧性大大地改善，而且强度及模量也有一定的提高。陶瓷复合基材料就是 以陶瓷材料为基体，并以陶瓷、碳纤维、难熔金属纤维、晶须、晶片和颗粒等为增强体，通过适当的复合工艺所构成的复合材料。
为了解决陶瓷基复合材料的易脆性问题，许多方法被用来增加复合材料的韧性。本文简要综述了各种陶瓷基复合料的发展状况，以及一些材料的最新研究进展，并对其存在的问题和发展方向做了简单阐述。
关键字： 陶瓷基复合材料增韧 发展概况 最新进展 存在问题 发展方向
1 陶瓷基复合材料的发展概况
陶瓷材料作为技术革命的新材料, 早在十几年前就引起了美国的关注。近年来, 由于日本、美国、欧洲的竞相研究, 陶瓷材料技术得到迅速发展。作为能适应各种环境的新型结构材料, 陶瓷材料已步入了实用化阶段。为使陶瓷在更大范围内达到实用化, 国内外都对能改善陶瓷韧性陶瓷基复合材料进行了广泛研究[1-3]。
1.1 纤维增强陶瓷基复合材料[4]
纤维增强陶瓷基复合材料的研究是20世纪50年代开始的，这时玻璃纤维增强聚合物得到了很大的发展，人们开始想到用难熔的金属丝去增强陶瓷[5]。由于金属丝的弹性模量低、密度高、抗氧化性差等原因，因而这种体系没有得到进一步发展。20世纪60年代末和70年代初，碳纤维的研究有了新进展，一些高性能陶瓷纤维和须晶相继出现，用陶瓷纤维或须晶须去强化陶瓷基体的研究得到发展。在陶瓷材料中加入纤维来改善陶瓷材料的脆性, 增强陶瓷材料的韧度和强度, 包括长纤维增韧、短纤维增韧、晶须及颗粒增韧等。尽管陶瓷基复合材料的研究远没有聚合物基复合材料研究的透彻，但已经得到了应用。
1.2 颗粒增韧陶瓷基复合材料[6]
晶须与短纤维类似, 具有一定的长径比, 因此在复合材料的制备过程中, 当晶须含量较高时, 由于其桥接效应而使致密化变得困难, 从而引起密度下降, 性能下降。用颗粒作为增韧剂制作颗粒增韧陶瓷基复合材料, 其原料混合均匀化及烧结致密
化都比短纤维及晶须复合材料简便易行[7] 。颗粒增韧陶瓷基复合材料的韧化机理主要有细化基体晶粒、裂纹转向与分叉等[8]。尽管颗粒的增韧效果不如晶须与纤维增韧, 但如果颗粒种类、粒径、含量及基体材料选择得当仍有一定的韧化效果, 同时会带来高温强度、高温蠕变性能的改善。所以, 颗粒增韧陶瓷基复合材料同样受到重视, 并开展了有效的工作[9]。表1-2列出了一些典型陶瓷基复合材料的力学性能。
表1-2 一些典型陶瓷基复合材料的性能
材料基体/增强物
Si 3N 4/SiC 短切纤维
Si 3N 4/SiC 纳米颗粒
Si 3N 4/10%SiCw
SiC/25%TiC
Al 2O 3/TiC
Al 2O 3/YAG
* 体积分数 *抗弯强度 /M Pa 900 1550 1068 580 940 373 室温断裂韧性 /M Pa·m 20.0 7.5 9.4 6.5 4.0 4.0 1/21.3 层状陶瓷基复合材料
近年来, 人们模拟自然界贝壳的结构, 设计出一种仿生结构材料——层状陶瓷复合材料, 其独特的结构使陶瓷材料克服了单体时的脆性, 在保持高强度、抗氧化的同时, 大幅度提高了材料的韧性和可靠性, 因而可应用于安全系数要求较高的领域, 为陶瓷材料的实用化带来了新的希望[10]贝壳的结构是由CaCO 3和有机物组成的类似砖砌体的超细层状结构, 其综合力学性能远远高于各组成相本身的性能, 断裂韧性提高了近20倍。贝壳结构的这一特点使材料科学工作者认识到, 陶瓷材料的韧化除了从组分设计上选择不同的材料体系外, 更重要的一点就是可以从材料的宏观结构角度来设计新型材料, 于是在20世纪90年代初开始对层状陶瓷复合材料进行研究[11]。表1-3列出来一些层状陶瓷基复合材料的力学性能。
表1-3 一些层状陶瓷复合材料的力学性能
材料
SiC/石墨
Si 3N 4/BN +12%Al2O 3
Si 3N 4/BN +10%Si4N 4
Si 3N 4/BN 纤维 * **断裂功/J ·m 6125 6500 4500 700 抗弯强度/MPa 633 437 533 280
* 质量分数; * *体积分数。
1.4 连续陶瓷基复合材料
连续陶瓷基复合材料是近年来出现的一种具有全新复合增强方式的陶瓷/金属复合材料。在这种复合材料中, 基体陶瓷增强相具有三维连通的内部结构, 因而起增韧作用的金属填充在陶瓷骨架的空隙中, 其在空间上也是三维连通的实现这种复合结构需要不同于传统的复合材料成型与制备技术。这种复合结构使得连续陶瓷基复合材料能够将陶瓷与金属各自的性能特点与优点更多的保留在最终的复合材料中; 同时, 还表现出了与传统复合材料(颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料等) 不同的性能特性[12]。
2 一些陶瓷基复合材料的最新研究进展
2.1 连续纤维增韧的陶瓷基复合材料
Cf/SiC、SiCf/SiC和SiCf/Al2O 3等连续纤维增韧的陶瓷基复合材料具有耐高
温、密度低、耐腐蚀、类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感和没有灾难性损毁的特点。目前，Cf/SiC、SiCf/SiC 和SiCf/Al2O 3等连续纤维增韧的陶瓷基复合材料
已在推重比9～10一级的多种型号军用发动机和民用发动机中等载荷静止件上试验成功[13]，主要试验应用的部位有燃烧室、燃烧室浮壁、涡轮外环、火焰稳定器和尾喷管（矢量喷管）调节片等。实践表明，航空发动机采用陶瓷基复合材料构件大大节约了冷却气量，提高了工作温度，降低了结构重量并提高了使用寿命。美国、英国和法国在推重比5～20发动机的研制中，陶瓷基复合材料更成为不可缺少的材料，应用部位显著增加，目前已进行了大批试验和应用[14]。
2.2 连续陶瓷基复合材料
连续陶瓷基复合材料指的是陶瓷增强体具有三维连通骨架结构的陶瓷基复合材料。这种三维网络陶瓷(骨架)/铝合金复合材料由美国俄亥俄州大学的研究人员Breslin 等发现, 他们将这种复合类型的新材料称为连续陶瓷复合材料(cocontinuous ceramiccomposite), 简称C4。美国俄亥俄州Excera 材料集团开发研制的陶瓷/金属复合材料, 用于生产防弹装甲板、磨具及用于处理熔融金属用的容器等。这种陶瓷/金属复合材料的密度是钢材密度的一半, 却比钢坚硬, 强度相当于铸造铝合金, 断裂韧性相当于铸铁, 热膨胀系数比钢低30%,还具有非常高的耐磨性和高的热导率[15]。
据介绍, 美国最新研制的多孔碳化硼/铝复合材料, 其中碳化硼的体积分数达到60～80%。这种材料不仅具有良好的静力学性能, 而且具有高的抗冲击和打击能力, 但生产成本过高(>40美元/kg) , 且制备方法也没有公开报道。目前, 正在研究其它陶瓷骨架材料及其与轻金属的复合技术, 以使材料性能更高, 且成本降低[16]。
3 陶瓷基复合材料存在的问题
陶瓷基复合材料到目前为止其应用范围仍然非常有限。除材料性能有待于进一步提高外, 还存在以下几个方面的问题。
3.1 制造成本[17]
陶瓷基复合材料的高成本实际上已成为阻碍其发展的一个巨大障碍, 因此材料的低成本制造技术将是今后的一个重要研究方向。要降低成本首先在原材料上要尽量选取已工业化批量生产的材料, 在性能允许的范围内优先使用低价格材料。从这一点来说, 非连续纤维增强陶瓷基复合材料更容易满足低成本要求。其次要尽量减少材料的后加工, 陶瓷材料的后加工在其成本中占有很大的比重, 因此, 在制备过程中要选择适当的近形制造方法, 以减少后加工量。美国陶瓷界人士认为, 凝胶铸成型与水基低压注射成型是目前最好的2种陶瓷材料成型技术, 用这
种方法已制成了多种形状复杂的陶瓷零件。
3.2 可重复性[18]
提高陶瓷材料的可重复制造性和可靠性, 降低其缺陷敏感性和尺寸效应, 也是今后的一项重要研究内容, 这直接关系到陶瓷基复合材料制件的批量生产及其在实际结构中的大量应用。因此在制备过程中应严格按工艺要求进行, 尽量减少不确定因素和随意性, 避免材料成分出现偏析和产生大的缺陷。
3.3 设计准则[19]
目前陶瓷基复合材料制件的结构设计主要参照金属材料的设计准则, 由于两者间性质相去甚远, 这一做法已显得越来越不适应, 在一定程度上制约了陶瓷材料的发展速度, 因此有必要为陶瓷材料制定新的设计准则, 以利于陶瓷材料的研究和应用。
4 陶瓷基复合材料发展方向
陶瓷基复合材料在近10多年的发展过程中已取得了较大的发展，但要把它应用于实践仍有许多问题亟待解决，其研究应在以下几个方面发展：
(1) 在理论上确定f/m(纤维/基体) 之间的最佳界面结合强度，使材料的强度和韧性都达到最佳值，研制高性能纤维，改善纤维表面特征和f/m界面相容性[20]，研究f/m间的中间相对复合材料强度和断裂韧性的影响。
(2) 开发浆料复合材料及致密化工艺(特别是三维复合材料) [21]，并从理论上深入研究料浆-纤维或凝胶-纤维系统的烧结行为，热压烧结仅限于实验室及制作一些简单件，在实际生产中也应强调气压烧结工艺。
(3) 用流变学观点分析料浆的悬浮性，研究纤维和晶须的分散技术，尤其是研究和开发有机高聚物，使其既能作为分散剂，同时又能在高温下转化为陶瓷材料。
(4) 研究CVI 工艺制备连续纤维增韧陶瓷基复合材料，建立更为合理的CVI 模型，探索更实用的CVI 工艺，提高纤维和基体界面的抗氧化性能[22]。
结语
陶瓷基复合材料是很有希望和应用前景的陶瓷材料。但是对于其制备和应用还主要停留在实验室阶段, 工业上的大规模应用还很有限。因此对陶瓷基复合材料的进一步研究将是国际上的一个热点，意义重大。
文献参考
[1] 张金升，王美婷，许凤秀. 先进陶瓷导论[M].化学工业出版社.2007年01月.132-140.
[2] 关长斌, 郭英奎, 赵玉成. 陶瓷材料导论[M].哈尔滨工程大学出版社.2005年月.253-289.
[3] 谭毅, 李敬峰，新材料概论[M]. 冶金工业出版社,2004年3月.199-283.
[4] 郭英奎, 左洪波, 王海波, 等. 陶瓷基复合材料的纤维增韧[J].陶瓷工程,1998年，41-43.
[5] 韩杰才, 王华彬, 杜善义. 自蔓延高温合成的理论与研究方法[J].功能材料,1997, 28(2) :
115-121.
[6] 郝春成, 崔作林, 尹衍升, 等. 颗粒增韧陶瓷的研究进展[J].材料导
报,2007,16(2) :28-30.
[7] 李建林, 江东亮, 谭寿洪. 高强空心粒子增韧增强陶瓷材料[J].硅酸盐学
报,2004 ,27(5) :631-636.
[8] Zhou Yu ,Zhu Weizhong ,Lei Tingchuan. Mechanical properties and toughening
mechanisms of SiCw/ZrO2(6%molY2O3)ceramiccomposites[J]. Ceramics In2ternational ,1999 ,18(3) :141～145.
[9] 邹红, 邹从沛.TiN 颗粒增韧Si3N4复合材料氧化行为的研究[J].核动力工程,2002,23(4) :1-4.
[10] Araki, Takahto. Manufacturing of ceramicmat rixescomposites rotor for advanced
gasgeneratr[J].Ceram.Eng. SciProc. 2007, 19(4) : 241- 243.
[11] 黄德中. 陶瓷基复合材料的研究现状. 农业机械学报, 第11期,2006年11月,171-176.
[12] 陈维平, 黄丹, 何曾先, 王娟, 梁泽钦. 连续陶瓷基复合材料的研究现状及发展趋势. 硅酸
盐通报，2008年4月，第2期，307-311.
[13] 黄伯云, 肖鹏, 陈康华. 复合材料研究新进展. 材料天地,2007年, 第2期,46-48.
[14] 17 Bouquet C ,Luc2Bouhali A ,etal. Validation of a leakfree C/SiC heat exchanger
technology.AIAA ,2007,26-38.
[15] Prielipp HA, Knechtel MA, Claussen NA, etal. Strength and fracture toughness
of aluminum/alumina composites with interpenetratingnetworks[J]. Materials Science & Engineering A: StructuralM aterials: Properties, Microstructure and Processing, 2007, 197(1) : 19-13.
[16] 王志, 何兆晶, 李宏林, 等. 防弹陶瓷的研究现状与发展趋势[J].材料导报, 2006,(20) :
146-149.
[17] BaoX, Nangrejo MR, Edirisinghe MJ. Preparation of silicon carbidefoams using
polymeric precursor solutions [J]. Journal of Materials Science, 2007, 35: 436-437.
[18] NangrejoMR, Bao XJ, EdirisingheMJ. Preparation of silicon carbide2slicon
nitride composite foams from pre2ceramic polymers[J]. Journal of the European Ceramic Society, 2008,(20) : 177-178 .
[19] 周洋, 袁广江, 徐荣九, 杜林虎, 李宏泉, 陈大明. 高温结构陶瓷基复合材料的研究现状与
展望. 硅酸盐通报, 第4期，2001年,31-36.
[20] 刑宏伟, 曹小明, 胡宛平, 等. 三维网络SiC/Cu金属基复合材料的凝固显微组织[J].材料
研究学报,2004,(18): 597-606.
[21] Eduardo DR. Co2continuous composites for high2temperature applications[J].
Materials Science and Engineering A, 2008, 463(1) : 115-121.
[22] 王正矩，余炳锋, 陶瓷基复合材料增韧机理与CVI 工艺. 中国陶瓷, 第6期, 2007 年6
月,10-12.
陶瓷基复合材料
学号：071055053 姓名：钟启华
摘要：在高技术，尤其是航天航空技术领域内，对结构材料要求具有轻质高强、耐高温、抗氧化、耐腐蚀和高韧性的特点。陶瓷具有优良的综合机械性能、耐磨性好、硬度高、以及耐热性和耐腐蚀性好等特点。但是它最大缺点是脆性大，使用时会产生不可预测的突然性断裂。近年来，通过往陶瓷中加入或生成成颗粒、晶须、纤维等增强材料，使陶瓷的韧性大大地改善，而且强度及模量也有一定的提高。陶瓷复合基材料就是 以陶瓷材料为基体，并以陶瓷、碳纤维、难熔金属纤维、晶须、晶片和颗粒等为增强体，通过适当的复合工艺所构成的复合材料。
为了解决陶瓷基复合材料的易脆性问题，许多方法被用来增加复合材料的韧性。本文简要综述了各种陶瓷基复合料的发展状况，以及一些材料的最新研究进展，并对其存在的问题和发展方向做了简单阐述。
关键字： 陶瓷基复合材料增韧 发展概况 最新进展 存在问题 发展方向
1 陶瓷基复合材料的发展概况
陶瓷材料作为技术革命的新材料, 早在十几年前就引起了美国的关注。近年来, 由于日本、美国、欧洲的竞相研究, 陶瓷材料技术得到迅速发展。作为能适应各种环境的新型结构材料, 陶瓷材料已步入了实用化阶段。为使陶瓷在更大范围内达到实用化, 国内外都对能改善陶瓷韧性陶瓷基复合材料进行了广泛研究[1-3]。
1.1 纤维增强陶瓷基复合材料[4]
纤维增强陶瓷基复合材料的研究是20世纪50年代开始的，这时玻璃纤维增强聚合物得到了很大的发展，人们开始想到用难熔的金属丝去增强陶瓷[5]。由于金属丝的弹性模量低、密度高、抗氧化性差等原因，因而这种体系没有得到进一步发展。20世纪60年代末和70年代初，碳纤维的研究有了新进展，一些高性能陶瓷纤维和须晶相继出现，用陶瓷纤维或须晶须去强化陶瓷基体的研究得到发展。在陶瓷材料中加入纤维来改善陶瓷材料的脆性, 增强陶瓷材料的韧度和强度, 包括长纤维增韧、短纤维增韧、晶须及颗粒增韧等。尽管陶瓷基复合材料的研究远没有聚合物基复合材料研究的透彻，但已经得到了应用。
1.2 颗粒增韧陶瓷基复合材料[6]
晶须与短纤维类似, 具有一定的长径比, 因此在复合材料的制备过程中, 当晶须含量较高时, 由于其桥接效应而使致密化变得困难, 从而引起密度下降, 性能下降。用颗粒作为增韧剂制作颗粒增韧陶瓷基复合材料, 其原料混合均匀化及烧结致密
化都比短纤维及晶须复合材料简便易行[7] 。颗粒增韧陶瓷基复合材料的韧化机理主要有细化基体晶粒、裂纹转向与分叉等[8]。尽管颗粒的增韧效果不如晶须与纤维增韧, 但如果颗粒种类、粒径、含量及基体材料选择得当仍有一定的韧化效果, 同时会带来高温强度、高温蠕变性能的改善。所以, 颗粒增韧陶瓷基复合材料同样受到重视, 并开展了有效的工作[9]。表1-2列出了一些典型陶瓷基复合材料的力学性能。
表1-2 一些典型陶瓷基复合材料的性能
材料基体/增强物
Si 3N 4/SiC 短切纤维
Si 3N 4/SiC 纳米颗粒
Si 3N 4/10%SiCw
SiC/25%TiC
Al 2O 3/TiC
Al 2O 3/YAG
* 体积分数 *抗弯强度 /M Pa 900 1550 1068 580 940 373 室温断裂韧性 /M Pa·m 20.0 7.5 9.4 6.5 4.0 4.0 1/21.3 层状陶瓷基复合材料
近年来, 人们模拟自然界贝壳的结构, 设计出一种仿生结构材料——层状陶瓷复合材料, 其独特的结构使陶瓷材料克服了单体时的脆性, 在保持高强度、抗氧化的同时, 大幅度提高了材料的韧性和可靠性, 因而可应用于安全系数要求较高的领域, 为陶瓷材料的实用化带来了新的希望[10]贝壳的结构是由CaCO 3和有机物组成的类似砖砌体的超细层状结构, 其综合力学性能远远高于各组成相本身的性能, 断裂韧性提高了近20倍。贝壳结构的这一特点使材料科学工作者认识到, 陶瓷材料的韧化除了从组分设计上选择不同的材料体系外, 更重要的一点就是可以从材料的宏观结构角度来设计新型材料, 于是在20世纪90年代初开始对层状陶瓷复合材料进行研究[11]。表1-3列出来一些层状陶瓷基复合材料的力学性能。
表1-3 一些层状陶瓷复合材料的力学性能
材料
SiC/石墨
Si 3N 4/BN +12%Al2O 3
Si 3N 4/BN +10%Si4N 4
Si 3N 4/BN 纤维 * **断裂功/J ·m 6125 6500 4500 700 抗弯强度/MPa 633 437 533 280
* 质量分数; * *体积分数。
1.4 连续陶瓷基复合材料
连续陶瓷基复合材料是近年来出现的一种具有全新复合增强方式的陶瓷/金属复合材料。在这种复合材料中, 基体陶瓷增强相具有三维连通的内部结构, 因而起增韧作用的金属填充在陶瓷骨架的空隙中, 其在空间上也是三维连通的实现这种复合结构需要不同于传统的复合材料成型与制备技术。这种复合结构使得连续陶瓷基复合材料能够将陶瓷与金属各自的性能特点与优点更多的保留在最终的复合材料中; 同时, 还表现出了与传统复合材料(颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料等) 不同的性能特性[12]。
2 一些陶瓷基复合材料的最新研究进展
2.1 连续纤维增韧的陶瓷基复合材料
Cf/SiC、SiCf/SiC和SiCf/Al2O 3等连续纤维增韧的陶瓷基复合材料具有耐高
温、密度低、耐腐蚀、类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感和没有灾难性损毁的特点。目前，Cf/SiC、SiCf/SiC 和SiCf/Al2O 3等连续纤维增韧的陶瓷基复合材料
已在推重比9～10一级的多种型号军用发动机和民用发动机中等载荷静止件上试验成功[13]，主要试验应用的部位有燃烧室、燃烧室浮壁、涡轮外环、火焰稳定器和尾喷管（矢量喷管）调节片等。实践表明，航空发动机采用陶瓷基复合材料构件大大节约了冷却气量，提高了工作温度，降低了结构重量并提高了使用寿命。美国、英国和法国在推重比5～20发动机的研制中，陶瓷基复合材料更成为不可缺少的材料，应用部位显著增加，目前已进行了大批试验和应用[14]。
2.2 连续陶瓷基复合材料
连续陶瓷基复合材料指的是陶瓷增强体具有三维连通骨架结构的陶瓷基复合材料。这种三维网络陶瓷(骨架)/铝合金复合材料由美国俄亥俄州大学的研究人员Breslin 等发现, 他们将这种复合类型的新材料称为连续陶瓷复合材料(cocontinuous ceramiccomposite), 简称C4。美国俄亥俄州Excera 材料集团开发研制的陶瓷/金属复合材料, 用于生产防弹装甲板、磨具及用于处理熔融金属用的容器等。这种陶瓷/金属复合材料的密度是钢材密度的一半, 却比钢坚硬, 强度相当于铸造铝合金, 断裂韧性相当于铸铁, 热膨胀系数比钢低30%,还具有非常高的耐磨性和高的热导率[15]。
据介绍, 美国最新研制的多孔碳化硼/铝复合材料, 其中碳化硼的体积分数达到60～80%。这种材料不仅具有良好的静力学性能, 而且具有高的抗冲击和打击能力, 但生产成本过高(>40美元/kg) , 且制备方法也没有公开报道。目前, 正在研究其它陶瓷骨架材料及其与轻金属的复合技术, 以使材料性能更高, 且成本降低[16]。
3 陶瓷基复合材料存在的问题
陶瓷基复合材料到目前为止其应用范围仍然非常有限。除材料性能有待于进一步提高外, 还存在以下几个方面的问题。
3.1 制造成本[17]
陶瓷基复合材料的高成本实际上已成为阻碍其发展的一个巨大障碍, 因此材料的低成本制造技术将是今后的一个重要研究方向。要降低成本首先在原材料上要尽量选取已工业化批量生产的材料, 在性能允许的范围内优先使用低价格材料。从这一点来说, 非连续纤维增强陶瓷基复合材料更容易满足低成本要求。其次要尽量减少材料的后加工, 陶瓷材料的后加工在其成本中占有很大的比重, 因此, 在制备过程中要选择适当的近形制造方法, 以减少后加工量。美国陶瓷界人士认为, 凝胶铸成型与水基低压注射成型是目前最好的2种陶瓷材料成型技术, 用这
种方法已制成了多种形状复杂的陶瓷零件。
3.2 可重复性[18]
提高陶瓷材料的可重复制造性和可靠性, 降低其缺陷敏感性和尺寸效应, 也是今后的一项重要研究内容, 这直接关系到陶瓷基复合材料制件的批量生产及其在实际结构中的大量应用。因此在制备过程中应严格按工艺要求进行, 尽量减少不确定因素和随意性, 避免材料成分出现偏析和产生大的缺陷。
3.3 设计准则[19]
目前陶瓷基复合材料制件的结构设计主要参照金属材料的设计准则, 由于两者间性质相去甚远, 这一做法已显得越来越不适应, 在一定程度上制约了陶瓷材料的发展速度, 因此有必要为陶瓷材料制定新的设计准则, 以利于陶瓷材料的研究和应用。
4 陶瓷基复合材料发展方向
陶瓷基复合材料在近10多年的发展过程中已取得了较大的发展，但要把它应用于实践仍有许多问题亟待解决，其研究应在以下几个方面发展：
(1) 在理论上确定f/m(纤维/基体) 之间的最佳界面结合强度，使材料的强度和韧性都达到最佳值，研制高性能纤维，改善纤维表面特征和f/m界面相容性[20]，研究f/m间的中间相对复合材料强度和断裂韧性的影响。
(2) 开发浆料复合材料及致密化工艺(特别是三维复合材料) [21]，并从理论上深入研究料浆-纤维或凝胶-纤维系统的烧结行为，热压烧结仅限于实验室及制作一些简单件，在实际生产中也应强调气压烧结工艺。
(3) 用流变学观点分析料浆的悬浮性，研究纤维和晶须的分散技术，尤其是研究和开发有机高聚物，使其既能作为分散剂，同时又能在高温下转化为陶瓷材料。
(4) 研究CVI 工艺制备连续纤维增韧陶瓷基复合材料，建立更为合理的CVI 模型，探索更实用的CVI 工艺，提高纤维和基体界面的抗氧化性能[22]。
结语
陶瓷基复合材料是很有希望和应用前景的陶瓷材料。但是对于其制备和应用还主要停留在实验室阶段, 工业上的大规模应用还很有限。因此对陶瓷基复合材料的进一步研究将是国际上的一个热点，意义重大。
文献参考
[1] 张金升，王美婷，许凤秀. 先进陶瓷导论[M].化学工业出版社.2007年01月.132-140.
[2] 关长斌, 郭英奎, 赵玉成. 陶瓷材料导论[M].哈尔滨工程大学出版社.2005年月.253-289.
[3] 谭毅, 李敬峰，新材料概论[M]. 冶金工业出版社,2004年3月.199-283.
[4] 郭英奎, 左洪波, 王海波, 等. 陶瓷基复合材料的纤维增韧[J].陶瓷工程,1998年，41-43.
[5] 韩杰才, 王华彬, 杜善义. 自蔓延高温合成的理论与研究方法[J].功能材料,1997, 28(2) :
115-121.
[6] 郝春成, 崔作林, 尹衍升, 等. 颗粒增韧陶瓷的研究进展[J].材料导
报,2007,16(2) :28-30.
[7] 李建林, 江东亮, 谭寿洪. 高强空心粒子增韧增强陶瓷材料[J].硅酸盐学
报,2004 ,27(5) :631-636.
[8] Zhou Yu ,Zhu Weizhong ,Lei Tingchuan. Mechanical properties and toughening
mechanisms of SiCw/ZrO2(6%molY2O3)ceramiccomposites[J]. Ceramics In2ternational ,1999 ,18(3) :141～145.
[9] 邹红, 邹从沛.TiN 颗粒增韧Si3N4复合材料氧化行为的研究[J].核动力工程,2002,23(4) :1-4.
[10] Araki, Takahto. Manufacturing of ceramicmat rixescomposites rotor for advanced
gasgeneratr[J].Ceram.Eng. SciProc. 2007, 19(4) : 241- 243.
[11] 黄德中. 陶瓷基复合材料的研究现状. 农业机械学报, 第11期,2006年11月,171-176.
[12] 陈维平, 黄丹, 何曾先, 王娟, 梁泽钦. 连续陶瓷基复合材料的研究现状及发展趋势. 硅酸
盐通报，2008年4月，第2期，307-311.
[13] 黄伯云, 肖鹏, 陈康华. 复合材料研究新进展. 材料天地,2007年, 第2期,46-48.
[14] 17 Bouquet C ,Luc2Bouhali A ,etal. Validation of a leakfree C/SiC heat exchanger
technology.AIAA ,2007,26-38.
[15] Prielipp HA, Knechtel MA, Claussen NA, etal. Strength and fracture toughness
of aluminum/alumina composites with interpenetratingnetworks[J]. Materials Science & Engineering A: StructuralM aterials: Properties, Microstructure and Processing, 2007, 197(1) : 19-13.
[16] 王志, 何兆晶, 李宏林, 等. 防弹陶瓷的研究现状与发展趋势[J].材料导报, 2006,(20) :
146-149.
[17] BaoX, Nangrejo MR, Edirisinghe MJ. Preparation of silicon carbidefoams using
polymeric precursor solutions [J]. Journal of Materials Science, 2007, 35: 436-437.
[18] NangrejoMR, Bao XJ, EdirisingheMJ. Preparation of silicon carbide2slicon
nitride composite foams from pre2ceramic polymers[J]. Journal of the European Ceramic Society, 2008,(20) : 177-178 .
[19] 周洋, 袁广江, 徐荣九, 杜林虎, 李宏泉, 陈大明. 高温结构陶瓷基复合材料的研究现状与
展望. 硅酸盐通报, 第4期，2001年,31-36.
[20] 刑宏伟, 曹小明, 胡宛平, 等. 三维网络SiC/Cu金属基复合材料的凝固显微组织[J].材料
研究学报,2004,(18): 597-606.
[21] Eduardo DR. Co2continuous composites for high2temperature applications[J].
Materials Science and Engineering A, 2008, 463(1) : 115-121.
[22] 王正矩，余炳锋, 陶瓷基复合材料增韧机理与CVI 工艺. 中国陶瓷, 第6期, 2007 年6
月,10-12.