陶瓷材料的强韧化PDF电子书下载

1 陶瓷材料简介 1

1.1 陶瓷材料的发展概况 1

1.2 制备陶瓷材料的原料 2

1.2.1 原料分类 2

1.2.2 陶瓷原料的标准化 7

1.3 陶瓷材料的结构 7

1.3.1 陶瓷材料的组成与结合键 7

1.3.2 陶瓷材料的显微结构 8

1.4.1 陶瓷材料的弹性变形 16

1.4 陶瓷材料的力学性能 16

1.4.2 陶瓷材料的塑性变形 18

1.4.3 陶瓷材料的断裂过程 19

1.4.4 陶瓷材料的强度 20

1.4.5 陶瓷材料的断裂韧性 24

1.4.6 陶瓷材料的疲劳强度 27

1.4.7 陶瓷材料的耐磨性 31

1.4.8 陶瓷材料的抗热震性 32

1.5 陶瓷材料的强韧化 33

1.5.1 相变韧化 35

1.5.2 纤维增韧 37

1.5.3 晶须及颗粒韧化 39

参考文献 40

2 陶瓷材料的成形与烧结技术 41

2.1 普通成形方法 41

2.1.1 注浆成形法 41

2.1.2 可塑成形 47

2.1.3 压制成形法 51

2.2 等静压成刑法 52

2.2.1 液静压法 53

2.2.3 热等静压 55

2.2.2 软模压制 55

2.3 微机控制无模具成形方法 56

2.3.1 激光选区烧结成形技术 58

2.3.2 层片叠加成形技术 58

2.3.3 熔化覆盖成形技术 58

2.3.4 立体印刷成形技术 59

2.3.5 三维打印成形技术 60

2.3.5 喷射打印成形技术 60

2.4 原位凝固成形方法 61

2.4.1 原位凝固成形方法的特点 62

2.4.2 原位凝固注模成形法制备铁--莫来石复合材料坯体研究实例 62

2.5 普通烧结方法 66

2.5.1 活化烧结法 69

2.5.2 松装烧结法 69

2.5.3 浸透法 70

2.5.4 电火花烧结法 71

2.6 微波烧结方法 72

2.7 热压烧结方法 73

2.7.1 反应热等静压法 74

2.7.1 反应准等静压法 74

2.8.1 自蔓延高温合成法简介 75

2.8 自蔓延高温合成法 75

2.8.2 SHS在制备陶瓷及金属间化合物的应用 77

2.8.3 自蔓延高温合成制备TiAl基金属间化合物研究实例 78

参考文献 91

3 第二相颗粒强韧化 92

3.1 相变第二相颗粒增韧补强 93

3.1.1 相变增韧 94

3.1.2 微裂纹增韧 103

3.1.3 表面韧化 106

3.1.4 ZrO2弥散相强韧化陶瓷的实例 107

3.2 非相变第二相颗粒增韧补强 112

3.2.1 应力诱导微开裂增韧 114

3.2.2 残余应力场增韧 115

3.2.3 断裂能模型 116

3.2.4 裂纹偏转与裂纹桥联增韧 116

3.2.5 裂纹弯曲增韧 118

3.2.6 延性颗粒增韧 120

3.2.7 颗粒增强模型 121

3.2.8 非相变第二相颗粒增韧补强实例 122

3.3 表面改性第二相颗粒增韧补强 132

3.3.1 表面改性第二相颗粒强韧化基本原则 132

3.3.2 表面改性第二相颗粒强韧化实例 133

3.4.2 表面微氧化热处理 139

3.4 热处理对第二相颗粒强韧化的影响 139

3.4.1 退火热处理 139

3.4.3 表面涂层热处理 140

3.4.4 热处理改善材料性能实例 140

3.5 冷处理对第二相颗粒强韧化的影响 143

3.5.1 基本原理 143

3.5.2 冷处理实例 143

3.6 第二相颗粒强韧化陶瓷基复合材料设计 146

3.6.1 设计原则 146

3.6.2 制备工艺 148

参考文献 151

4 纤维与晶须强韧化 154

4.1 强韧化机理 155

4.1.1 桥联增韧 156

4.1.2 裂纹编转增韧 156

4.1.3 拔出效应 157

4.1.4 界面的物理相容性 158

4.1.5 界面的化学相容性 160

4.1.6 线胀系数对CMC性能影响实例 161

4.2 纤维与晶须 161

4.2.1 碳纤维 162

4.2.2 碳化硅纤维 165

4.2.3 氮化硅纤维 167

4.2.4 氧化铝纤维 168

4.2.5 碳化硅晶须 169

4.3 CMC制备工艺 170

4.3.1 连续纤维CMC制备工艺 171

4.3.2 短纤维CMC制备工艺 183

4.4 纤维强韧化 186

4.4.1 碳/碳复合材料 186

4.4.2 纤维/玻璃基复合材料 187

4.4.3 纤维/陶瓷基复合材料 195

4.4.4 碳纤维增强堇青石基复合材料实例 198

4.5 晶须强韧化 204

4.5.1 SiC晶须/氮化硅陶瓷基复合材料 204

4.5.2 SiC晶须/氧化铝陶瓷基复合材料 204

4.5.3 SiC晶须/氮化铝陶瓷基复合材料 206

4.6 自生纤维(晶须)强韧化 206

4.6.1 自生纤维(晶须)机理 207

4.6.2 自生莫来石晶须增强氧化铝基陶瓷材料实例 212

参考文献 216

5.1.1 烧结 219

5 显微结构强韧化 219

5.1 陶瓷材料显微结构的形成 219

5.1.2 晶粒长大 221

5.2 影响陶瓷材料显微结构的因素 226

5.2.1 原料及添加剂的影响 226

5.2.2 坯体制备的影响 228

5.2.3 坯体烧成的影响 228

5.3 陶瓷显微结构对材料力学性能的影响 229

5.3.1 弹性模量、强度与气孔率的关系 229

5.3.2 晶粒尺寸对强度的影响 230

5.3.4 几种有利于强韧化的显微结构 231

5.3.3 晶粒形状对强度和韧性的影响 231

5.4 稀土与陶瓷显微组织及其强韧化 238

5.4.1 实验方法 239

5.4.2 实验结果与讨论 240

5.4.3 结论 242

5.5 不锈钢纤维强韧化 242

5.5.1 实验材料及方法 243

5.5.2 结果与分析 244

5.5.3 结论 250

5.6 纳米材料强韧化 250

参考文献 252

6 多孔陶瓷强韧化及其应用 253

6.1 多孔陶瓷的基本性质 253

6.1.1 孔隙率 253

6.1.2 孔隙直径 253

6.1.3 透气度 254

6.1.4 强度 254

6.1.5 抗热震性能 254

6.1.6 碳酸、碱腐蚀性能 255

6.2 过滤净化分离用的多孔陶瓷简介 255

6.2.1 用于金属过滤的多孔陶瓷 256

6.2.2 用于控制大气污染的多孔陶瓷 257

6.2.3 用于医药食品行业的多孔陶瓷 260

6.3 多孔陶瓷强韧化及其应用研究实例 261

6.3.1 氧化铝-莫来石基透气性陶瓷材料的研究 261

6.3.2 强韧化多孔陶瓷在金属液过滤净化方面的应用 274

6.3.3 强韧化多孔陶瓷在汽车尾气催化净化方面的应用 286

参考文献 311

7 耐高温防腐蚀陶瓷涂层 313

7.1 耐高温防腐蚀陶瓷涂层简介 313

7.1.1 高温化学气相沉积法 313

7.1.2 自蔓延高温合成陶瓷涂层 314

7.1.3 超音速火焰喷涂 315

7.1.4 等离子喷涂法 316

7.1.5 高温焙烧法 317

7.2 耐热防腐蚀复相陶瓷涂层的研究 317

7.2.1 实验方法 317

7.2.2 结果与讨论 318

7.3 金属表面化学反应陶瓷涂层的研究 320

7.3.1 实验方法 321

7.3.2 结果与讨论 321

7.3.3 结论 326

参考文献 326