耐氧化高硬度陶瓷材料实验研究材料显微镜

  单纯的陶瓷材料被描述为：高模量、高硬度、抗疲劳、耐腐蚀
、耐氧化和可以在高温下操作的性能。但是它们也有致命的弱点限
制了它们的使用，如不能在有较大拉伸应力的情况下使用。陶瓷的
基体问题是它们的断裂韧度太低，以至于有一点点裂纹时便容易断
裂。这就导致了高强度扩散和抗热振、机械振荡的能力很差。工程
师们很久以前就认识到这个缺点，在建筑中，像石头和水泥的陶瓷
材料很少应用于承受拉伸应力。对于水泥，这方面的能力有所提高
，主要通过钢筋来增强，最近采用聚合物基复合材料的棒材。对于
轻负荷的构件已经有了明显提高，它们有分散的石棉纤维、钢纤维、
玻璃纤维和碳纤维，已经能够承受较轻的拉伸应力。

  由连续纤维增强的陶瓷基体可以明显地改善它的缺点，单纯的
陶瓷材料有线性应力一应变曲线，并且在低应变水平就发生失效突
变，但是，陶瓷基复合材料表现出非线性应力应变现象，并且大量
区域处在曲线之下，表明在破裂的时候吸收了大量的能量，并且材
料有较少的突变失效模型。
  陶瓷基复合材料的增强相包括连续纤维、非连续纤维、晶须和
粒子。陶瓷基复合材料应用的主要纤维有碳纤维、碳化硅纤维、铝
基纤维、硼硅化铝纤维、石英纤维和耐碱玻璃纤维。非连续的陶瓷
基复合材料纤维主要是二氧化硅基的，主要的晶须增强相是碳化硅
，特殊增强相包括碳化硅、碳化锆、碳化铬、二氧化铬和二氧化锆
。  ’
  一大批陶瓷可作为基体材料，包括氧化铝、玻璃、玻璃一陶瓷
、富铝红柱石(硅酸铝)、堇青石(硅酸铝镁)、钇铝红柱石、硅酸铝
钡、硅酸铝镁钡、硅酸铝钙、硅酸铝锶钡(BSAS，或钡长石)、黑玻
璃(碳氧化硅或者Si一(卜一C)、氮化硅、碳化硅、氧化硅黏合碳化
硅、碳化硅和硅、碳化铪、碳化钛、碳化锆、二氧化铪、二氧化锆
、焦硅酸钼。
  最成熟的陶瓷基复合材料有碳化硅基础纤维增强的碳化硅基体
和碳纤维增强的碳化硅。

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