层状复合陶瓷研究进展

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文章编号5

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层状复合陶瓷材料的研究进展 李冬云 ,

乔冠军

,

金志浩 3

西 9安交通大学材料学院金属材并强度国家重戴实验室

,

西安

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摘要层状复合陶瓷材料是目前陶瓷增韧的最有效途径之一有着广泛的应用前景是陶瓷增韧研究的热点近年来发展很快本文介绍了层状复合陶瓷材料的结构设计制备特点 , 3

5

,

,

、

、

以及主要韧化机制

,

综述了几种不同体系层状复合陶瓷材料的国内外研究进展情况 3

,

并探讨了

层状复合陶瓷材料的弱点及今后应进一步研究的若干问题

关

键

词 5

5

层状复合<陶瓷<研究进展 =

<

韧化

中图分类号

> 7

文献标识码

5

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引言 陶瓷材料具有耐高温耐磨损耐腐蚀重量轻等很多优点在能源冶金石油化工航天航空等领域有着广泛的应用前景但是陶瓷材料本身脆性大对缺陷十分敏感导致 , 3

、

、

、

、

、

、

,

,

,

使用可靠性和可重复性差限制了其应用性一直是结构陶瓷材料研究的重点 , 3

,

3

因此

,

增加陶瓷材料的韧性

,

提高其使用可靠 3

为了有效地提高陶瓷材料的韧性材料科学工作者们进行了各种尝试目前常用的陶<瓷材料强韧化方法主要有两类一类是消除或减少陶瓷材料中的原始裂纹缺陷另一类是 5

,

通过添加增韧相来提高陶瓷的韧性例如纤维或晶须增韧补强相变增韧颗粒弥散增韧等这些方法虽然都取得了一定程度的进展但都存在着不足消除或减少陶瓷材料中的原 3

,

、

、

,

3

始裂纹缺陷法受陶瓷材料制备和加工工艺的限制 ,,

,

常常事倍而功半 、、

<

长纤维增韧虽然效果

<较好但实用化的陶瓷 纤维体系少且工艺复杂生产周期长成本高晶须增韧由于晶<<须尺寸较小而效果有限且晶须对人体健康有害相变增韧在高温下会失效颗粒弥散增韧 ,

效果也有限 弱点 3

3

总之

,

目前常用的陶瓷材料强韧化方法很难从根本上解决陶瓷材料脆性大的 3

因此 、

,

寻求新的陶瓷强韧化方法十分必要 、, 3

近年来出现的层状复合技术具有强韧化效 ,

果

显著 展很快 ,

材料体系多

使用温度高等优点是目前陶瓷强韧化的最有效途径之一

近年来发 3

受到国际陶瓷学界的重视

本文对该领域国内外最新进展情况进行了综合评述

层状复合陶瓷材料的结构设计 层状复合是一种新型的陶瓷复合构型它是一种仿生结构设计模拟了自然界中贝壳的微观组织结构研究发现贝壳中珍珠层的结构与抹灰砖墙结构相似,Α是由一层层超薄 3

,

,

的碳酸钙通过几十纳米厚的有机蛋白基连接在一起 收稿日期作者简介 < 5

,

如图

所示

3

其中碳酸钙约占体积的

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收到修改稿日期 一

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李冬云 9;

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博士研究生