陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料。陶瓷基體可為氮化硅、碳化硅等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。這些先進(jìn)陶瓷具有耐高溫、高強(qiáng)度和剛度、相對(duì)重量較輕、抗腐蝕等優(yōu)異性能,而其致命的弱點(diǎn)是具有脆性,處于應(yīng)力狀態(tài)時(shí),會(huì)產(chǎn)生裂紋,甚至斷裂導(dǎo)致材料失效。而采用高強(qiáng)度、高彈性的纖維與基體復(fù)合,則是提高陶瓷韌性和可靠性的一個(gè)有效的方法。纖維能阻止裂紋的擴(kuò)展,從而得到有優(yōu)良韌性的纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。
中文名稱 | 陶瓷基復(fù)合材料 | 外文名稱 | Ceramic Matrix Composite |
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簡(jiǎn)稱 | CMC | 特點(diǎn) | 耐磨 |
Ceramic Matrix Composite,簡(jiǎn)稱CMC
連續(xù)纖維補(bǔ)強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料(Continuous FiberReinforced Ceramic Matrix Composites,簡(jiǎn)稱CFCC)是將耐高溫的纖維植入陶瓷基體中形成的一種高性能復(fù)合材料。由于其具有高強(qiáng)度和高韌性,特別是具有與普通陶瓷不同的非失效性斷裂方式,使其受到世界各國(guó)的極大關(guān)注。連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料已經(jīng)開始在航天航空、國(guó)防等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1~3]。20世紀(jì)70年代初,J Aveston[2]在連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料研究基礎(chǔ)上,首次提出纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的概念,為高性能陶瓷材料的研究與開發(fā)開辟了一個(gè)方向。隨著纖維制備技術(shù)和其它相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,人們逐步開發(fā)出制備這類材料的有效方法,使得纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的制備技術(shù)日漸成熟。20多年來(lái),世界各國(guó)特別是歐美以及日本等對(duì)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的制備工藝和增強(qiáng)理論進(jìn)行了大量的研究,取得了許多重要的成果,有的已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化水平。如法國(guó)生產(chǎn)的"Cerasep"可作為"Rafale"戰(zhàn)斗機(jī)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和"Hermes"航天飛機(jī)的部件和內(nèi)燃機(jī)的部件[4];SiO2纖維增強(qiáng)SiO2復(fù)合材料已用作"哥倫比亞號(hào)"和"挑戰(zhàn)者號(hào)"航天飛機(jī)的隔熱瓦[5]。由于纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料有著優(yōu)異的高溫性能、高韌性、高比強(qiáng)、高比模以及熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),能有效地克服對(duì)裂紋和熱震的敏感性[6~7],因此,在代寫論文重復(fù)使用的熱防護(hù)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用和廣泛的市場(chǎng)
陶瓷基復(fù)合材料
陶瓷基復(fù)合材料是100元,蠻不錯(cuò)的,做工特別精良,使用手感也不錯(cuò),鋒利,抗壓力強(qiáng),抗擊力很好,耐用,實(shí)用。后期保養(yǎng)方便簡(jiǎn)單。陶瓷刀擁有無(wú)可比擬的鋒利刀鋒,能削出如紙一樣薄的肉片。精密陶瓷有超強(qiáng)的硬度及...
陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料。陶瓷基體可為氮化硅、碳化硅等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。可采用高強(qiáng)度、高彈性的纖維與基體復(fù)合。這些先進(jìn)陶瓷具有耐高溫、高強(qiáng)度和剛度、相對(duì)重量較輕、抗腐蝕等優(yōu)...
陶瓷復(fù)合材料是由陶瓷相和含有2至98%碳和/或氮化硼作為主要組分的相組成的,并且其平均顆粒大小為100nm或以下,其中熱膨脹系數(shù)在2.0至9.0×10-6/℃,在表面拋光后的表面粗糙度為0.05微米或...
陶瓷基復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐高溫性能,主要用作高溫及耐磨制品。其最高使用溫度主要取決于基體特征。陶瓷基復(fù)合材料已實(shí)用化或即將實(shí)用化的領(lǐng)域有刀具、滑動(dòng)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)制件、能源構(gòu)件等。法國(guó)已將長(zhǎng)纖維增強(qiáng)碳化硅復(fù)合材料應(yīng)用于制造高速列車的制動(dòng)件,顯示出優(yōu)異的摩擦磨損特性,取得滿意的使用效果。
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陶瓷基復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用 概念:陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù) 合材料。陶瓷基體可為氮化硅、碳化硅等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。這些先進(jìn)陶 瓷具有耐高溫、高強(qiáng)度和剛度、相對(duì)重量較輕、抗腐蝕等優(yōu)異性能, 而其致命的弱點(diǎn)是具有脆性,處于應(yīng)力狀態(tài)時(shí),會(huì)產(chǎn)生裂紋,甚至斷 裂導(dǎo)致材料失效。而采用高強(qiáng)度、高彈性的纖維與基體復(fù)合,則是提 高陶瓷韌性和可靠性的一個(gè)有效的方法。 纖維能阻止裂紋的擴(kuò)展, 從 而得到有優(yōu)良韌性的纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。 陶瓷基復(fù)合材 料具有優(yōu)異的耐高溫性能, 主要用作高溫及耐磨制品。 其最高使用溫 度主要取決于基體特征。 一、陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)體 用于復(fù)合材料的增強(qiáng)體品種很多, 根據(jù)復(fù)合材料的性能要求, 主 要分為以下幾種 1.1纖維類增強(qiáng)體 纖維類增強(qiáng)體有連續(xù)長(zhǎng)纖維和短纖維。 連續(xù)長(zhǎng)纖維的連續(xù)長(zhǎng)度均 超過(guò)數(shù)百。纖維性能有方向性, 一般沿軸向均有很高的強(qiáng)度和彈性模
《陶瓷基復(fù)合材料的連接方法》為了克服專利背景中相關(guān)技術(shù)粘結(jié)降低連接件的可靠性;不適合大型復(fù)雜薄壁件的連接以及陶瓷基復(fù)合材料螺栓連接加工成本高;對(duì)陶瓷基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度損傷較大;螺栓改變陶瓷基復(fù)合材料構(gòu)件的表面形狀等缺點(diǎn),該發(fā)明提供一種復(fù)合材料的連接方法,這種類似金屬鉚接的陶瓷基復(fù)合材料連接方法,將粘結(jié)和緊固有機(jī)結(jié)合,充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。
《陶瓷基復(fù)合材料的連接方法》解決其技術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案是:一種陶瓷基復(fù)合材料的連接方法,采用下述方法步驟:
(1)用碳纖維編制三維預(yù)制體,用平板石墨模具對(duì)碳纖維三維預(yù)制體進(jìn)行定型,經(jīng)過(guò)沉積熱解炭界面層和碳化硅基體,完成三維C/SiC復(fù)合材料制備,用三維C/SiC復(fù)合材料加工鉚釘;
(2)將需要連接的構(gòu)件A與構(gòu)件B組合配鉆加工鉚釘孔,鉚釘孔為沿構(gòu)件A與構(gòu)件B的連接面對(duì)稱向外的錐孔,錐度為10~20度;
(3)將鉚釘用緊配合的方法與構(gòu)件AB組裝在一起;
(4)釆用化學(xué)氣相滲透的方法在鉚釘孔與鉚釘之間沉積碳化硅;
(5)對(duì)鉚接部位進(jìn)行加工和修整,除掉鉚釘?shù)亩嘤嗖糠郑广T釘與構(gòu)件A與構(gòu)件B的外表面平齊;
(6)釆用化學(xué)氣相沉積的方法在構(gòu)件A與構(gòu)件B的外表面制備碳化硅涂層,對(duì)鉚接部位進(jìn)行覆蓋和保護(hù)。
所述的陶瓷基復(fù)合材料鉚釘為沿纖維軸向夾角0~45度方向加工而成,鉚釘?shù)闹睆綖棣?~6毫米。
截至2004年7月27日,與相關(guān)技術(shù)相比,《陶瓷基復(fù)合材料的連接方法》的有益效果是:由于釆用了粘結(jié)和緊固相結(jié)合的陶瓷基復(fù)合材料連接方法,連接強(qiáng)度和可靠性高,使用溫度不受影響;將陶瓷基復(fù)合材料的制造過(guò)程與連接過(guò)程融為一體,不需要增加新的連接設(shè)備與連接工藝,同時(shí)陶瓷基復(fù)合材料鉚釘?shù)募庸こ杀具h(yuǎn)比陶瓷基復(fù)合材料螺栓低。因此,該發(fā)明工藝簡(jiǎn)單,連接成本低;用化學(xué)氣相沉積的方法制備表面涂層,將鉚接部位覆蓋,使構(gòu)件表面光滑過(guò)渡。因此,該發(fā)明對(duì)連接件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響小且不改變構(gòu)件表面形狀;連接過(guò)程全部使用陶瓷基復(fù)合材料制造設(shè)備,在制造設(shè)備許可的范圍內(nèi)鉚接的尺寸不受限制。因此,該發(fā)明對(duì)連接件的尺寸和形狀限制小,適用于大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件的連接。
纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料,即在陶瓷基體中添加纖維來(lái)增加強(qiáng)度和韌性的復(fù)合材料。
《陶瓷基復(fù)合材料的連接方法》涉及一種復(fù)合材料的連接方法,特別是碳基和碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的連接方法,主要適用于大型復(fù)雜薄壁和尺寸精度要求高的陶瓷基復(fù)合材料構(gòu)件的連接。