陶瓷材料增韌第一頁，共十頁，2022年，8月28日二、陶瓷材料的贈韌1.

陶瓷的增韌機理陶瓷的增韌機理雖然很多，大致可分為5種：1）微裂紋增韌：殘余應變場與裂紋在分散相周圍發生反應，使主裂紋尖端產生微裂紋。2）相變增韌：由分散相的相變產生應力場來阻止裂紋的擴展。3）裂紋擴展受阻：裂紋尖端的韌性分散相發生塑性變形，使裂紋進一步的擴展受阻或裂尖鈍化。4）裂紋偏轉：由于分散相和基體之間產生應力場，從而使裂紋沿分散相發生偏轉。5）縣委（晶須）拔出：基體/纖維界面脫膠或纖維拔出第二頁，共十頁，2022年，8月28日2．基體材料的選擇

要求基體材料有較高的耐高溫性能，與纖維（或晶須）增強體有良好的界面相容性，同時應考慮到復合材料制造的工藝性能。可選擇的基體材料有玻璃、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷材料。

玻璃基復合材料的優點是易于制作（燃燒過程中通過基體低熔點的粘性流動形成致密化），增韌效果好；缺點是玻璃相容容易產生高溫蠕變，同時玻璃相還易向晶態轉化而發生析晶，使性能下降，使用溫度也受到限制。

氧化物陶瓷主要有MgO、Al2O3、SiO2、ZrO2和莫來石等，但它們均不宜用于高應力和高溫環境。

非氧化物陶瓷等具有較高的強度、模量和抗熱震動性及優異的高溫力學性能，與金屬材料相比，這類陶瓷材料還有密度較低等特點。第三頁，共十頁，2022年，8月28日3．增強增韌纖維的選擇

纖維的增強陶瓷基復合材料能顯著提高沖擊韌性和抗震性，降低陶瓷的脆性，同時陶瓷又保護縣委，使之在高溫下不被氧化，因此具有很高的高溫強度和彈性模量。第四頁，共十頁，2022年，8月28日第三節陶瓷材料的結構與性能一、陶瓷材料的組織結構1結晶相2玻璃相3氣相二、陶瓷材料的性能特點性能

力學性能——

剛性、硬度、脆性大，抗壓強度大，抗拉強度、塑韌性低。熔點高、高溫下不易氧化，但不耐溫度的急劇變化。耐蝕性、絕緣性好。第五頁，共十頁，2022年，8月28日第四節常用陶瓷材料簡介普通陶瓷——

日用，建筑衛生，電器（絕緣），化工等用途。特種陶瓷——

氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化物陶瓷等，用于電容器，壓電，磁性，電光，高溫零件等。功能陶瓷

第六頁，共十頁，2022年，8月28日功能陶瓷：

鐵電陶瓷

有些陶瓷的晶粒排列是不規則的，但在外電場作用下，不同取向的電疇開始轉向電場方向，材料出現自發極化，在電場方向呈顯一定電場強度，這類陶瓷稱為鐵電陶瓷，廣泛應用的鐵電材料有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯酸鋁等。鐵電陶瓷應用最多的是鐵電陶瓷電容器，還可用于制造壓電元件、熱釋電元件、電光元件、電熱器件等。第七頁，共十頁，2022年，8月28日

壓電陶瓷

鐵電陶瓷在外加電場作用下出現宏觀的壓電效應，稱為壓電陶瓷。目前所用的壓電陶瓷主要有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯酸鋁、鋯鈦酸鉛等。壓電陶瓷在工業、國防及日常生活中應用十分廣泛。如壓電換能器、壓電馬達、壓電變壓器、電聲轉換器件等。利用壓電效應將機械能轉換為電能或把電能轉換為機械能的元件稱為換能器。第八頁，共十頁，2022年，8月28日

氧化鋯固體電解質陶瓷ZrO2中加入CaO、Y2O3等后，提供了氧離子擴散的通道，所以為氧離子導體。氧化鋯固體電解質陶瓷主要用于氧敏傳感器和高溫燃料電池的固體電解質。

生物陶瓷

氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷與生物肌體有較好的相容性，耐腐蝕性和耐磨性能都較好，因此常用于生物體中承受載荷部位的矯形整修，如人造骨骼等。第九頁，共十頁，2022年，8月28日

導電性介于導電和絕緣介質之間的陶瓷材料。主要有鈦酸鋇陶瓷，具有正電阻溫度系數，應用非常廣泛。如用于電動機、收