SiC復合陶瓷增韌研究現(xiàn)狀

王雯龍 陳 剛 王紅杰 劉 凱

中國兵器科學研究院寧波分院 浙江寧波 315000

SiC陶瓷材料來源廣泛且易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有優(yōu)良的力學性能以及良好的耐磨損特性，被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、機械密封、軍事等領(lǐng)域［1-4］。但SiC是共價鍵結(jié)合的化合物，缺少獨立的滑移系統(tǒng)，斷裂韌性較低，極大地限制了其在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用［5-9］。因此，研究者針對SiC陶瓷斷裂韌性的提高做了大量研究，通過在SiC基體中引入增強相，可有效改善其韌性不足的問題。

陶瓷基體的增韌主要依靠尺寸效應(yīng)減少缺陷、利用復合效應(yīng)加大裂紋的擴展阻力而實現(xiàn)。目前增強相主要包括傳統(tǒng)的顆粒、晶須和纖維，以及新興的低維納米增強材料（碳納米管和石墨烯）。其中，纖維對SiC基體的增韌效果最為優(yōu)異，但其制備工藝較為復雜，因此僅用于航空航天、原子能工業(yè)和國防工業(yè)等尖端領(lǐng)域［10-12］；晶須和低維納米增強材料具有較好的增韌效果，微量添加即可使SiC基體力學性能有較大的提升，是當前增強SiC復合材料的主要研究方向［13-16］；顆粒增韌具有成本低、易分散、制備工藝簡單以及可同時提高強度和韌性等優(yōu)點，早已在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用［17-19］。隨著納米顆粒制備工藝的成熟和原位增韌技術(shù)的發(fā)展，顆粒增韌SiC陶瓷復合材料仍具有重大的研究意義與研究價值［20-23］。因此，在本文中將重點介紹近年來不同種類增強相增韌SiC復合陶瓷材料的研究現(xiàn)狀，并對影響各類增強相增韌效果的主要因素進行討論。……