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陶瓷基复合材料:CMC介绍与应用

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:从增韧效果来看,纤维增韧效果最佳,而晶须和颗粒增韧的CMC虽然不如纤维增韧,但与陶瓷相比仍有较大提高,同时其强度和模量也有较大提高。CMC的高温强度和模量高,可应用于航空航天领域,如发动机的高温叶片、燃烧室和导弹的鼻锥、火箭喷管等。此外,CMC也可用于生物医学领域,如制作人工关节等。表14.3陶瓷与陶瓷基复合材料的性能比较

陶瓷基复合材料:CMC介绍与应用

陶瓷具有高强度、高模量、高硬度以及耐高温、耐腐蚀等许多优良的性能。但陶瓷特有的脆性,抗热震性差以及对裂纹、空隙等缺陷很敏感,又限制了其在工程领域作为结构材料的广泛使用。因此,需要采用纤维、晶须、颗粒等增强材料来提高陶瓷的韧性。

目前CMC的基体主要有玻璃陶瓷(如锂铝硅玻璃、硼硅玻璃)和氧化铝、碳化硅、氮化硅等,采用的增强材料有碳化硅纤维、碳纤维、碳化硅晶须、碳化硅颗粒、氧化铝颗粒等。典型的CMC有SiC/SiC、C/SiC、SiC/Al2O3、SiC/Si3N4、SiC/Al2O3、SiC/Si3N4、ZrO2/Al2O3等。从增韧效果来看,纤维增韧效果最佳,而晶须和颗粒增韧的CMC虽然不如纤维增韧,但与陶瓷相比仍有较大提高,同时其强度和模量也有较大提高。陶瓷与陶瓷基复合材料的性能比较如表14.3所示。

CMC具有高硬度、耐腐蚀性和耐磨性,可用于现代高速数控机床中的高速切削车刀以及加工高硬度材料的切削刀具。CMC的高温强度和模量高,可应用于航空航天领域,如发动机的高温叶片、燃烧室导弹的鼻锥、火箭喷管等。此外,CMC也可用于生物医学领域,如制作人工关节等。(www.xing528.com)

表14.3 陶瓷与陶瓷基复合材料的性能比较

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