XX,aclicktounlimitedpossibilities陶瓷基復(fù)合材料制備技術(shù)匯報人：XX01陶瓷基復(fù)合材料概述02制備技術(shù)原理05技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢06案例分析與展望03主要制備方法04性能與特點目錄陶瓷基復(fù)合材料概述第一章定義與分類分類按增強體形態(tài)分纖維、顆粒等增強型定義以陶瓷為基體，與纖維等復(fù)合的材料0102應(yīng)用領(lǐng)域用于發(fā)動機熱端部件，提升耐高溫與可靠性航空航天應(yīng)用于燃氣輪機、核反應(yīng)堆及環(huán)保設(shè)備，增強性能能源環(huán)保發(fā)展歷程1958年美國意外發(fā)現(xiàn)C/C復(fù)合材料，1977年法國制成首批SiC基體CMC，開啟全球研究熱潮。起源與早期探索我國高性能纖維技術(shù)突破，CMC迎來高端制造發(fā)展機遇，市場規(guī)模持續(xù)擴大。未來趨勢與機遇20世紀80年代起，美法等國集中研發(fā)，GE公司獲專利，賽峰公司獲適航認證，我國實現(xiàn)纖維產(chǎn)業(yè)化。技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化010203制備技術(shù)原理第二章基本原理合成先驅(qū)有機聚合物，經(jīng)高溫裂解轉(zhuǎn)化為無機陶瓷基體先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法在基體中加入生成晶須元素，控制條件原位生長晶須補強原位生長工藝關(guān)鍵技術(shù)通過先驅(qū)有機聚合物裂解制備陶瓷基體，實現(xiàn)成分與結(jié)構(gòu)可控。先驅(qū)體轉(zhuǎn)化設(shè)計纖維與基體界面層，緩解熱失配并阻止元素擴散，提升材料韌性。界面優(yōu)化采用活性金屬氣相反應(yīng)，實現(xiàn)材料高效低成本制備?？焖僦旅芑苽淞鞒虒Τ尚筒牧线M行表面處理、熱處理，并檢驗其性能與質(zhì)量。后處理與檢驗通過模壓、熱壓或CVI等方法成型，實現(xiàn)基體致密化。成型與致密化選擇增強體與基體材料，按比例混合并均勻分散。原料準備與混合主要制備方法第三章粉末冶金法將陶瓷粉末、增強材料及粘接劑混合，冷壓成型后燒結(jié)或熱壓燒結(jié)。工藝流程工藝成熟，適合規(guī)模化生產(chǎn)，但纖維易折斷，混合難度大。工藝特點溶膠-凝膠法通過溶液成核制成溶膠，再經(jīng)凝膠化處理，燒結(jié)后獲得陶瓷基復(fù)合材料。制備原理01先制復(fù)合陶瓷粉末再燒結(jié)；或?qū)?fù)合溶膠相凝膠化后直接燒結(jié)。方法分類02化學(xué)氣相沉積法01工藝原理氣相小分子熱解沉積，實現(xiàn)材料致密化02應(yīng)用體系可制備C/C、C/BN、SiC/C等復(fù)合材料03優(yōu)勢局限纖維損傷小但效率低，成本高性能與特點第四章機械性能陶瓷基復(fù)合材料強度高模量大，能滿足嚴苛機械環(huán)境需求高強度與高模量纖維增韌顯著提升陶瓷抗斷裂能力，克服傳統(tǒng)脆性缺陷抗斷裂韌性熱學(xué)性能低熱膨脹系數(shù)平均值0.638×10??/K，僅為傳統(tǒng)碳化硅陶瓷的1/3高熱穩(wěn)定性800℃空氣環(huán)境暴露100小時后，質(zhì)量損失率小于1.5%電學(xué)性能簡介：陶瓷基復(fù)合材料電性能跨度大，可作絕緣、半導(dǎo)體等材料。電學(xué)性能技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢第五章當前技術(shù)挑戰(zhàn)金屬與陶瓷熔點、熱膨脹系數(shù)等差異大，致界面結(jié)合質(zhì)量差，易出現(xiàn)裂紋等問題材料差異難題傳統(tǒng)工藝周期長、成本高，增材制造面臨粉末分散和流動行為保持的挑戰(zhàn)制備工藝局限研究熱點北京理工團隊開發(fā)ViSfP-TiCOP工藝，實現(xiàn)400小時內(nèi)快速致密化，降低制備成本。高效制備技術(shù)探索自動纖維鋪放與反應(yīng)熔滲結(jié)合，實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)C/C-SiC復(fù)合材料低成本生產(chǎn)。增材制造應(yīng)用陶瓷基復(fù)合材料向智能材料結(jié)合，實現(xiàn)自修復(fù)、自適應(yīng)特性，提升應(yīng)用價值。多功能化發(fā)展發(fā)展趨勢預(yù)測01高性能化研發(fā)新型材料體系，提升力學(xué)、熱穩(wěn)定性等性能，滿足高端需求。02低成本化優(yōu)化制備工藝，降低生產(chǎn)成本，提升市場競爭力。03智能化制造結(jié)合智能技術(shù)，實現(xiàn)材料制備與加工的智能化、精準化。案例分析與展望第六章典型應(yīng)用案例GE公司用CMC制造航空發(fā)動機熱端部件，減重30%-70%，耐溫提升150-350℃。航空航天應(yīng)用豐田采用氧化鋁CMC制造渦輪增壓器，提升耐高溫性并降低噪音。汽車工業(yè)應(yīng)用通用電氣將碳化硅CMC用于燃氣輪機燃燒室，延長使用壽命并提高耐溫性。能源領(lǐng)域應(yīng)用產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景CMC在航空發(fā)動機、航天器熱防護等應(yīng)用廣泛，市場增長快航空航天領(lǐng)域核能耐高溫輻照，剎車系統(tǒng)市場潛力大，國產(chǎn)替代加速核能與剎車領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新方向3D打印實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造，降低燒結(jié)溫度，縮短制