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绪 论 ④颗粒弥散补强增韧 用纳米颗粒作为增韧剂制备颗粒增韧陶瓷基复合材料。 特点：原料混合均匀化及烧结致密化都比纤维和晶须复合材料简便易行。 材料系统 增韧前断裂韧性值（MPa?m1/2） 增韧后断裂韧（MPa?m1/2）性值 增至比（%） SiC/TiC(p) 3.8 6.0 58 Si3N4/SiC(p) 4.5 6.8 51 SiC/TiB2(p) 3.1 4.5 45 Si3N4/SiC(np) 4.5 7.5 67 MgO/SiC(np) 1.2 4.5 275 表3 一些颗粒增韧复合材料的性能 * 绪 论 3、特种陶瓷的应用 市场份额：功能陶瓷2/3，结构陶瓷1/3。 发展趋势：结构陶瓷功能化，功能陶瓷结构化 初步具有市场规模的主要产品有以下几个方面： （1）刀具和模具等耐磨陶瓷工具； （2）涡轮增压器，陶瓷蜂窝器，火花塞汽车发动机用零部件； （3）用于钢铁生产工业陶瓷轧辊和导辊及耐火材料等； （4）机械密封垫、陶瓷过滤器、耐腐蚀容器等化工材料； （5）陶瓷轴承； （6）半导体工业用的热处理坩埚、陶瓷吸盘和夹具； （7）精密机械和仪器的陶瓷零部件； （8）日常生活和医疗用新型陶瓷等等。 * 绪 论 * 绪 论 几种典型的陶瓷材料及应用 （1）部分稳定化氧化锆陶瓷(PSZ)陶瓷： 大约3000MPa的高强度； 超过10MPa·m1/2的高韧性。 应用：光纤接口，陶瓷刀具和模具。 （2）耐高温陶瓷：氮化硅(Si3N4)。Si3N4用来制备一些汽车发动机部件。应用：陶瓷涡轮增压器—重量轻，耐高温 （3）碳化硅(SiC)陶瓷：SiC的常压烧结技术是一项很大的突破。应用：机械密封垫，半导体生产设备的零部件。 * 绪 论 20世纪七八十年代掀起了一股世界性的特种陶瓷热： 美国：1971年推出“脆性材料计划”旨在研究涡轮发动机陶瓷零部件； 1979年进一步提出了先进燃气轮机计划，涡轮入口温度达1371℃。 德国:1974年实施国家科学部资助的国家计划，1980年底进行室温试验、转速6.5万r／min，1350℃时，转速5万r／min。在奔驰2000汽车上运行了724km。 日本:1978年制定了“月光计划”；1984年制成的全陶瓷发动机，其热效率达48%，节约燃料50%，输出功率提高30%，质量减轻30%。 * 绪 论 美国： 1983年美国“陶瓷技术计划”。 1993年又开始了 “热机用低成本陶瓷计划”；其他国家，如英国、瑞典等都参加了这场竞争。 中国：1986年“先进结构陶瓷与绝热发动机”。 20世纪80年代末，一台无冷却六缸陶瓷柴油发动机大客车运行了15000千米。 1995年，两种沙漠车行车实验，使我国成为世界上少数几个进行陶瓷发动机行车试验的国家之—。 * (1)气相凝集法制备纳米粉体将成为特种陶瓷粉体 研究发展的重点 1984年德国Gleiter教授首次采用惰性气体凝聚法制备了具有清洁表面的纳米颗粒，然后在真空室内原位加压制作成纳米相固体。 气相凝聚法是通过各种手段将物质变为气体，在气态下发生物理化学反应，最后在快速冷却凝聚形成陶瓷纳米粉体的方法。主要有低压气体中蒸发法、化学气相反应法、电弧等离子体法、高频等离子体法、电子束法和激光法等。 优点：纳米粉体颗粒大小可控；颗粒洁净，不易引入杂质。 四、特种陶瓷研究的必威体育精装版进展 * (2)快速原型制造技术和胶态成型将向传统成型技术挑战 快速原型制造(RPM,rapid prototyping manufacturing)技术就是在成型过程中，先由三维造型软体建立部件的三维实体模型，然后用软件“切”出几个微米厚度的片层，再将这些片层的数据信息传递给成型机，从而加工制造出来，这样不需要模具就能成型复杂的先进陶瓷零部件。 特种陶瓷的胶态成型技术利用有机单体聚合物形成大分子网络将陶瓷粉料的浆料原位固化为坯体，进而制得复杂形状的陶瓷坯体。 与注浆成型工艺相比，其优点是：①生坯强度高，便于机械加工，且凝胶在整个系统中均匀发生，坯体密度均匀且缺陷极少。②它是一种原位成型技术，易做复杂形状陶瓷零部件，且易工业化生产。 * 传统加热是依靠发热体将热能通过对流、传导或辐射方式传