晶須增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的性能比短纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料優(yōu)越,它具有較好的斷裂韌性、優(yōu)異的耐高溫蠕變性能、均一的強(qiáng)度以及較高的耐磨損性和耐腐蝕性。但這類材料的斷裂韌性往往低于連續(xù)纖維增強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料。碳化硅晶須的加入會使氮化硅的燒結(jié)變得更困難,引入燒結(jié)助劑后可改善其燒結(jié)性能,所得復(fù)合材料具有較高強(qiáng)度。但是燒結(jié)助劑在提高燒結(jié)性能的同時也帶來了副作用,形成了玻璃相,這種玻璃相在高溫下與晶須及基體間的結(jié)合強(qiáng)度都很低,且玻璃相本身的強(qiáng)度低,對晶須還有強(qiáng)烈的腐蝕作用,從而會造成晶須強(qiáng)度下降,因此對復(fù)合材料的高溫強(qiáng)度不利。一般情況下,該復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性隨碳化硅晶須含量的增加而提高。
成型方法
以晶須為增強(qiáng)體、陶瓷為基體,通過復(fù)合工藝制得的新型陶瓷材料。它既保留了陶瓷基體的主要特性,又通過晶須的增強(qiáng)增韌作用,改善了陶瓷基體的性能。材料可以用外加晶須與基體原料混合、成型、燒結(jié)而成(稱外加晶須補(bǔ)強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料);也可以在一定溫度下熱處理,使坯體內(nèi)部生長出晶須,然后燒結(jié)而成(稱原位生長晶須補(bǔ)強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料),前一種工藝容易控制晶須含量,但難以清除晶須團(tuán)聚現(xiàn)象,后者可以實現(xiàn)晶須均勻分布,但含量難以精確控制。合理的界面狀態(tài)有利于發(fā)揮晶須作用,獲得優(yōu)越性能。晶須增強(qiáng)陶瓷基材料比單一陶瓷材料性能好,但價格相對較高,主要用于國防工業(yè)航空航天以及精密機(jī)械零件等方面。
種類