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陶瓷基复合材料的发展研究现状

时间:2022-03-20 22:26来源:毕业论文
从70年代初开始,英国原子能研究中心材料发展部的D。C。Phillips、A。Briggs、R。A。J。Sambell等人曾经对氧化镁、碳纤维增强氧化铝、碱玻璃及和硼硅酸盐玻璃进行了试验研究。从实验中

从70年代初开始,英国原子能研究中心材料发展部的D。C。Phillips、A。Briggs、R。A。J。Sambell等人曾经对氧化镁、碳纤维增强氧化铝、碱玻璃及和硼硅酸盐玻璃进行了试验研究。从实验中得出:原来强度为100MPa的陶瓷材料,在它的碳纤维增强后,其材料的强度可提高到680MPa,并且可以使它的表征材料韧性的断裂功增加了三个数量级,由未增强时的3J/m2提高到了3×103J/m2。西德在1974年也开始了对于特殊陶瓷及其复合材料的研究,KARLSRUHE大学化工研究所以Prof。Fitzer为首,也系统地研究了CF/SiO2、SF/SiO2、CF/SiC、CF/Al2O3等材料的连接。日本从1978年起制定了关于陶瓷连接的长期发展规划并且积极投入了研究。目前,已经有很多所研究所将近400名科学家致力于这个领域,一些工业实验室每年都要花费上百万美元作为陶瓷课题的经费。现在,日本已生产出全陶瓷汽车用柴油机,如京都陶瓷公司制造的2。8升陶瓷柴油机,其燃烧室、排气门和阀门等全用陶瓷制造,预计燃料消耗可减少30%,热效率可提高50%[6]。79140

美国能源部从1987年开始进行了对陶瓷基复合材料的研究与开发,国防部和宇航局(NASA)等重要单位也投入大量人力和经费[7],美国投入陶瓷基复合材料应用研究的经费在一年里最高曾达到了3500万美元。近年来美国国防部一直把这项技术列入重点投资项目,在迪拉瓦等一些高等学校和杜邦等一批大公司中集中力量研究三维编织增强陶瓷的热结构件。至今,SiCf/SiC连接的研究得到了很好成果,并且已经投入应用。NASA

开展了陶瓷燃气轮发动机(AGT)研究课题,该课题研制的转子、叶片、燃烧室涡形管等均已通过热试验,开始逐步投入应用中;法国SEP公司制成的SCD-SEP火箭试验发动机成功通过了点火试车,由于该发动机使用了陶瓷基复合材料,其结构减轻了50%。当前,世界各国都在着重研究各种陶瓷基复合材料与轻金属的连接技术,追求在低成本低消耗的条件下获得更高的材料性能[8]。

2Ti(C,N)陶瓷论文网

Ti(C,N)基金属陶瓷是在TiC基金属陶瓷和的WC硬质合金基础上逐渐发展起来的一种新型金属陶瓷[9]。相对于WC基硬质合金,Ti(C,N)基金属陶瓷的密度更低,硬度更高,切削时能抗扩散磨损及抗粘结磨损,对钢的摩擦系数也更小,具有良好的红硬性。因此Ti(C,N)基金属陶瓷也渐渐的取代了WC基硬质合金材料[10],从而填补了陶瓷和WC硬质合金之间的空白。与TiC基金属陶瓷相比,Ti(C,N)基金属陶瓷的烧结组织更为细微,高温下,Ti(C,N)基金属陶瓷的硬度、断裂强度、热导率和力学性能都优于TiC基金属陶瓷,在高温下的增重也比TiC基金属陶瓷要少。

表1-2TiN、TiC、WC和Ti(C,N)的性能对比

熔点/K硬度/(HV) 密度/(gcm-2) 弹性模量/Gpa 线胀系数

/(10-6K-1) 热导率[W(mK)-1] 电阻率/(Ω·m)

TiN 3220 2450 5。40 251 9。4 29 25

TiC 3430 3200 4。93 316 8。0-8。6 20 52

WC 2870 陶瓷基复合材料的发展研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_91405.html

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