碳_碳化硅陶瓷基复合材料的研究及应用进展.pdf

#14#材料导报:综述篇2010年11月(上)第24卷第11期

碳/碳化硅陶瓷基复合材料的研究及应用进展*
陆有军1,2,王燕民1,吴澜尔2

(1华南理工大学材料科学与工程学院,广州510640;2北方民族大学材料科学与工程学院,银川750021)

摘要碳/碳化硅(C/SiC)陶瓷基复合材料是重要的热结构材料体系之一。综述了近年来发展的有关制备C/
SiC陶瓷基复合材料的各种技术及其在航空航天、光学系统、空间技术、交通工具(刹车片、阀)、能源技术等领域的应
用,展望了可应用于玻璃工业中的纳米碳颗粒与亚微米碳化硅复合的陶瓷基复合材料制备工艺,可拓宽该陶瓷基复
合材料的应用领域。
关键词碳化硅陶瓷基复合材料热结构材料制备技术

DevelopmentandApplicationofCarbon/SiliconCarbideCeramicMatrixComposite
LUYoujun1,2,WANGYanmin1,WULan.er2

(1CollegeofMaterialsScience&Engineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640;
2CollegeofMaterialsScience&Engineering,NorthernUniversityforNationalities,Yinchuan750021)

AbstractCarbon/siliconcarbide(C/SiC)ceramicmatrixcompositeisoneoftheimportantthermo-structure
materials.TheexistingtechniquesarereviewedforthepreparationoftheC/SiCceramicmatrixcompositeaswellas
recentapplicationsonaerospace,opticalsystem,spacetechnique,vehicle(brakesheet,valve),andenergytechnique.

Inaddition,sometechnologiestoprepareaceramicmatrixcompositewithnano-particlesofcarbon(Cp)andsubm-i

cron-sizedparticlesofsiliconcarbidefortheuseinglassindustryareproposed,extendingtheapplicationsofCp/SiC
composite.
Keywordssiliconcarbide,ceramicmatrixcomposite,thermo-structurematerials,preparationmethod

增韧SiC陶瓷,从而改善陶瓷的脆性,实现高温结构材料所
0引言
必需的性能,如抗氧化、耐高温、耐腐蚀等;Cp/SiC陶瓷基复

陶瓷基复合材料(Ceramicmatrixcomposite,CMC)是在合材料是利用Cp来降低SiC陶瓷的硬度,实现结构陶瓷的可
陶瓷基体中引入第二相材料,使之增强、增韧的多相材料,又加工性能,同时具有良好的抗氧化性、耐腐蚀、自润滑等。本

称为多相复合陶瓷(Multiphasecompositeceramic)或复相陶文主要综述了Cf/SiC陶瓷基复合材料的制备及应用研究现
瓷(Diphaseceramic)[1]。陶瓷基复合材料是20世纪80年代状,并且从结构和功能一体化的角度,提出了采用软机械力

逐渐发展起来的新型陶瓷材料,包括纤维(或晶须)增韧(或化学法制备Cp与SiC复合粉体,通过无压烧结得到强度、抗

增强)陶瓷基复合材料、异相颗粒弥散强化复相陶瓷、原位生氧化性、耐腐蚀等性能以满足普通民用工业用的Cp/SiC陶
长陶瓷复合材料、梯度功能复合陶瓷及纳米陶瓷复合材料。瓷基复合材料的制备技术及应用前景。
其因具有耐高温、耐磨、抗高温蠕变、热导率低、热膨胀系数陶瓷基复合材料的性能与其结构紧密相关,原材料、结
低、耐化学腐蚀、强度高、硬度大及介电、透波等特点,在有机构和工艺不同,材料的性能也不同。构成复合材料的组分材
材料基和金属材料基不能满足性能要求的工况下可以得到料包括纤维、基体和界面,对于C/SiC陶瓷基复合材料而言,
广泛应用,成为理想的高温结构材料。文献[2]报道,陶瓷基界面的材料和结构是影响其性能的关键。陶瓷基复合材料
复合材料正是人们预计在21世纪中可替代金属及其合金的的性能包括物理化学性能和力学性能,物化性能主要有密
发动机热端结构的首选材料。鉴于此,许多国家都在积极开度、孔隙率、线膨胀系数、热扩散系数