复合材料习题
第七章
一、如何改善陶瓷的强度？
减少陶瓷内部和表面的裂纹：
含有裂纹是材料微观结构的本征特性。

微观夹杂、气孔、微
裂纹等都能成为裂纹源，材料对表面裂纹（划伤、擦伤）也
十分敏感。

提高断裂韧性（K IC）：
采用复合化的途径，添加陶瓷粒子、纤维或晶须，引入各种
增韧机制（增加裂纹的扩散阻力及裂纹断裂过程消耗的能
量），可提高陶瓷的韧性。

二、简述氮化硅陶瓷的烧结方法及其特点。

氮化硅陶瓷中，Si-N是高强度共价键，难以烧结。

氮化硅陶瓷有两种烧结方法：1、反应烧结：
硅粉、氮化硅粉混合预成型预氮化（1200℃）二次氮化（1350-1450℃）反应烧结氮化硅陶瓷。

Si3N4形成时伴随21.7%的体积膨胀，获得无收缩烧结氮化硅。

2、热压烧结：
粉末状Si3N4、烧结助剂MgO（1wt%）等，在石墨坩埚中，通过感应加热、单向加压烧结（1650-1850℃，15-30MPa，1-4h）。

MgO的作用：与SiO2膜作用生成熔融硅酸镁，使氮化硅高度致密化。

热压烧结氮化硅只能制备形状简单的（如圆柱形）实体坯件，其制品须经过机械加工才能达到要求的形状和尺寸。

三、简述陶瓷基复合材料的特点及制造步骤。

陶瓷基复合材料的特点：E f和E m的数量级相当；陶瓷基体的韧性有限；增强材
料与陶瓷基体之间的热膨胀系数不匹配、化学相容性问题突出。

陶瓷基复合材料的制造通常分为两个步骤：将增强材料掺入未固结（或粉末状）
的基体材料中排列整齐或均匀混合；运用各种加工条件在尽量不破坏增强材料和
基体性能的前提下制成复合材料制品。

四、简述连续纤维增强陶瓷基复合材料的料浆浸渍-热压烧结工艺及其优、缺点。

料浆浸渍-热压烧结工艺：纤维通过含有超细陶瓷基体粉末的料浆使之浸渍，浸
挂料浆的纤维缠绕在卷筒上，烘干、切割，得到纤维无纬布；纤维无纬布裁剪、
铺层排列、热压烧结得到陶瓷基复合材料。