先驱体转化陶瓷基复合材料的性能及应用研究进展

是一种很有前途的制备连续纤维增强陶瓷基复合材料（

CFRCMCs< /p>

）的工艺。所谓先驱

体陶瓷（又称前驱体）转化陶瓷是通过化学合 成的方法制得可经预处理转化为陶瓷材料

的聚合物，进而热处理获得传统陶瓷工艺难以获 得的先进陶瓷材料。本文综述了先驱体

转化陶瓷的发展历史、制备技术的特点、制备工艺 、组成结构和性能的发展变化研究现

状情况。

关键词：

陶瓷基复合材料；先驱体转化法；技术特点；成型工艺；发展趋势。< /p>

陶瓷材料作为一种结构材料，因其具有高强度、高硬度、耐磨损 、耐高温和抗腐蚀

等优异性能，能应用于高温和某些苛刻环境中，被认为是

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世纪高温结构部件最有希望

的候选材料和“最终 材料的梦想”

。其作为热结构材料主要应用在航空航天发动机涡轮

的热端部件、大功率内燃机的增压涡轮、固体火箭发动机燃烧室和喷管以及完全代替金

属的车辆发动机。

然而，作为结构材料，单相陶瓷的韧性很低 ，可瞬间即发生灾难性破坏，因此必须

改善单相陶瓷的韧性。从材料的断裂机理分析，提 高陶瓷韧性的主要途径是：在陶瓷材

料中设置其他耗能机制或形成能阻碍裂纹扩展的机制 。

引入增强相是改善陶瓷韧性的有

效途径，为此材料研究者提出 了陶瓷基复合材料（

Ceramic Matrix Composites

CMCs

）

的概念。< /p>

CMCs

是在陶瓷基体中通过引入第二相来提高强度和韧性的多相 材料，又称多

相复合陶瓷或复相陶瓷。

先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料

(Continuous Fiber Reinforced

Ceramic Matrix Composites

，

CFCC)

是将耐高温的纤维植入陶瓷基体 中形成的一种高性能

复合材料。由于其具有高强度和高韧性，特别是具有与普通陶瓷不同 的非失效性断裂方

式，

使其受到世界各国的极大关注。

连续纤维增强陶瓷基复合材料已经开始在航天航空、

国防等领域得到广泛 应用。

1.

先驱体陶瓷基复合材料的发展历史

先 驱体陶瓷技术在陶瓷纤维制备过程中的成功极大地推动了先驱体转化法技术的

发展，以先 驱体制备陶瓷材料为对象的研究主要包括陶瓷基复合材料的制备、陶瓷先驱

体的合成两方 面的内容。

早在

1964

年就有研究学 者提出了无机聚合物可作为陶瓷的先驱

体的概念。先驱体陶瓷早期的开拓性研究主要由法 国

Verbeek

和日本的

Yajim a

等完成，

Verbeek

首先采用三 聚甲基硅烷与甲胺反应，

然后经缩合反应获得一种脆性的固态含硅碳

氮树脂，纺丝、熔化、烧结后可获得无定型结构的陶瓷纤维，

Yajima