4.1 陶瓷质晶须定义和性能
2026年01月14日
4.1 陶瓷质晶须定义和性能
陶瓷质晶须属于非金属无机晶须,它是以特种陶瓷为原料制造的单晶纤维和多晶纤维晶须(一般由5×10-3~5×10-2μm的微小晶粒构成),纤维的长度分为长纤维、定长纤维和短纤维等,具有高强度、高弹性模量、低密度、高耐热等性能。按大类分,有以下几种:
(1)氧化物陶瓷:氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化铬陶瓷、氧化锰陶瓷、氧化钼陶瓷、氧化镍陶瓷、氧化铁陶瓷、氧化铍陶瓷等。
(2)氮化物陶瓷:氮化硅陶瓷、氮化铝陶瓷、氮化硼陶瓷等。
(3)碳化物陶瓷:碳化硅陶瓷、碳化硼陶瓷。(https://www.daowen.com)
(4)其他类陶瓷:钛酸钾、硼酸铝、莫来石等。
陶瓷晶须材料具有高强度、高硬度、低缺陷密度、稳定的高温力学性能和化学性能,是复合材料的重要的增韧增强材料。以Al2O3-SiCw为代表,在Al2O3基体中加入体积分数为20%的SiC晶须,其弯曲强度可达650~800 MPa,断裂韧度8.5~11.0 MPa/m2。在高温下(<1 000℃)仍能保持高的韧性,而相变增韧陶瓷在400~600℃时断裂韧性就急剧下降。
陶瓷质晶须的制备方法主要有,晶体生长法、气相沉积法、前驱体法、化学转化法、熔融法等。陶瓷质晶须作为增强添加剂,具有优良的力学性能,可以增强铝、镁、合金和工程塑料产品的韧性。本章主要对研究最多、应用最为广泛的碳化硅、钛酸钾、硼酸铝、氧化铝、氧化锆等陶瓷质晶须材料进行分析。