晶须增韧陶瓷基复合材料研究进展

等基体中得到增韧陶瓷复合材料,此法目前较为普遍;(2)原位生长晶须法:将陶瓷基体粉末和晶须生长助剂等直接混合成形,在一定的条件下原位合成晶须,同时制备出含有该晶须的陶瓷复合材料,这种方法尚未成熟,有待进一步探索。[2]

制备过程主要有三个:晶须的分散、成型和烧结。

2.1晶须的分散主要包括以下过程:(1)酸洗清理。对晶须进行酸洗清理或热处理,可改变其表面的氧含量,从而影响晶须/基体界面的性质。(2)晶须的过筛与分选。晶须的过筛有两种效果:意识将紧密粘结在一起而又不易分离的晶须团聚体或夹杂物除去:二是是晶须的尺寸大小控制在一定范围内。[3]

2.2 晶须增韧陶瓷经复合材料的成型 成型方法主要包括:半干法成型、注浆成型、流延成型、注射成型、挤出成型和轧模成型。

2.3烧结致密化工艺

主要有无压烧结和压力辅助烧结。

2.3.1无压烧结

相对热压和热等静压烧结烧结温度高、工艺复杂、设备造价高等缺陷,无压烧结在含有添加剂的情况下具有烧结温度低、工艺简单、设备造价低等优点。在Si-C晶须增强的陶瓷复合材料在没有添加烧结助剂的情况下,实现了碳化硅晶须增强锆莫来石复合材料的常压烧结,碳化硅晶须的添加明显提高了锆莫来石材料的力学性能,实现了良好的物理化学匹配。[4]

2.3.2压力辅助烧结

压力辅助烧结主要有热压烧结、热等静压烧结、和等离子体放电烧结。

(1) 热等静压烧结

热等静压(HIP)工艺具有降低烧结温度、抑制晶粒长大、减少添加剂含量等优点,这主要是由于HIP烧结过程中,作用于样品表面各向均衡的压力,既能促进致密化过程,又能抑制晶粒的长大,因而更有利于改善材料的性能。[5]热压烧结是通过同时的高温和压力作用克服晶须的架桥效应,晶须含量可达到60%,致密度可达到理论密度的95%[2]。热等静压与热压烧结工艺相比,具有一定程度上降低烧结温度的优点,但存在烧结工艺更加复杂、设备造价更高、不能进行大件制品烧结等缺陷,故在实际生产中应用有限。

(2) 化学气相渗透(CVI)法

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