文档介绍：:..摘要综述了先进结构陶瓷材料在国内外的研究和应用现状%讨论了氮化硅陶瓷补强增韧的研究方法及发展方向,着重介绍了自韧氮化硅陶瓷的研究进展。关键词高温结构陶瓷氮化硅补强增韧自韧1先进结构陶瓷材料的研究动态先进陶瓷材料,又称为精细陶瓷或特种陶瓷,按其使用和性能分类,可分为先进结构陶瓷和先进功能陶瓷,前者是以利用其力学和热学性能为主的材料。因此又可称之为高温结构陶瓷••,亦称之为电子陶瓷[切,长期以,在结构材料中,金属材料的应用占据统治地位,但随着现代科学技术的飞速发展,人们对材料性能的要求越来越苛刻。在许多高技术领域仅仅依靠应用金属材料来获得突破性进展是很困难的,•耐磨损•抗腐蚀以及低热导等独特的优异性能。在国防••机械•石化•冶金•电子等行业。正日益显示出其广阔的发展应用前景。已引起世界各工业发达国家的广泛重视,各国竞相投入大量的人力•物力予以研究,以至形成世界性的“陶瓷热”,例如美国在为期10年的“先进材料和工艺计划”(AMMP)中,1992、,占总拨款的18%[31,足见其对结构陶瓷的重视•在这两年期间,美国有40余所主要大学承担1500余项陶瓷研究课题⑷,许多从事其它材料研究的科研人员纷纷转向结构陶瓷材料领域的科研工作,当前世界各国先进结构陶瓷材料研究的重点及主要应用集中在以下几个方面。,。普通的金属材料或高分子材料难以满足要求,即使高温合金使用温度也不能超过105摄氏度,而且效率较低,而陶瓷发动机可提高工作温度(1200〜1650摄氏度),改善发动机性能,提高燃烧效率,节约能源,美国早在1982年就由CUMMINS公司研制出试验性无冷却柴油发动机。现已研制出汽车•卡车•轮船用陶瓷发动机,日本政府也在1984年制成全陶瓷发动机,其热效率达48%o节约燃料50%,输出功率提高30%,而重量减轻了30%⑸,最近五十铃汽车研制成功以小型柴油发动机为基础的电子控制陶瓷涡轮复发动机,其主要部件全部是用SI3N4等陶瓷制造的。我国是1986年开始进行高温结构材料和陶瓷发动机的研制计划1990年无水冷柴油机在完成了400小时SI3N4活塞顶和薄涂层零件试验基础上,装车路试后!由上海顺利驶抵北京,标志着我国陶瓷发动机的研制取得突破,成为少数掌握此技术的国家之一⑹。后经改进研究,将无水冷陶瓷发动机安装成沙漠用车,现该车在南疆油田用作救援车⑴。,表层就是被一种代号为LI900结构陶瓷制成的3100块隔热瓦所包□这是由美国国家航空航天局NASA所属的LOCK——heed导弹和航天公司研制的。航天飞机表层70%的面积为这种材料保护,使航天飞机穿过大气层时,高温(超过1570摄氏度)热量被吸收。%,强度为其2倍,不需要或少需要润滑油,而成本仅为轴承钢的1/4,日本J・P・ME技术研究院研制出的超精密车床的导轨和滑板,均为陶瓷制成!该车床可加工出境面光洁度的表面[二工业用陶瓷材料和轴承钢的特性对比见表⑴表1工业陶运和粧承钢的典型待性项目氨化硅碳化硅氧化钳氧化钻轴承钢•>xoo2000-^25002000〜〜300〜500600〜900维戈硬度□〜1818〜2010〜13a初性・MP“・・/7匸5-82-43-58-1216-20热膨胀系&.X1OVK3481012热传导丰・\〕t2C:ICO30230比热・J・(kg.(K)-8804€-G00杭热冲击高膏低中導很高滚动接烛披劳失效形式断裂断裂剥落/斷裂AISI521U0标准辅承钢或M2窈連钢(用于航空軸承),AL2O3+TiC复合材料***,ZrO2增韧AL2O3及TiC弥散增强SI3N4的陶瓷工具都有良好的切削性能!如SI3N4-TiC复合***的切削寿命是硬质合金的10-100倍,最优切削速度高3〜〜1300摄氏度仍保持切削能力[*],1980年全世界陶瓷***产值已达十亿美元•此外