中国粉体网讯 层状陶瓷复合材料是以陶瓷材料为硬夹层，以氮化硼或石墨为软夹层，并且通过烧结工艺制备出具有层状结构的陶瓷复合材料。层状陶瓷复合材料具有较高的力学性能和良好的耐腐蚀性能和良好的抗高温氧化性能等，已经成为陶瓷材料增强和增韧的主要研究和发展方向。
层状陶瓷复合材料的种类
以氮化硼为夹层的层状陶瓷复合材料：AlN/BN，SiC/BN，Si3N4/BN，ZrB2-SiC/BN，HfC-SiC/BN。
以石墨为夹层的层状陶瓷复合材料：SiC/石墨，ZrB2-SiC/石墨，HfC-SiC/石墨，Al2O3/石墨，TiB2/石墨。
层状陶瓷复合材料的成型
流延成型
流延成型是一种比较成熟的制备高质量陶瓷薄层的方法。该工艺是将含有粘合剂的陶瓷浆料利用刮刀制成薄膜片层，然后把这些片层叠在一起进行加压，进一步烧结成为层状陶瓷复合材料。
该工艺的优点是可以进行陶瓷基层状复合材料的微观和宏观结构设计，由刮刀高度控制陶瓷基片的厚度；缺点是由于不同粒径和不同性质的颗粒的分散性不同，无法制备成为较为复杂的材料。
注浆成型
同流延成型一样，注浆成型是一种以水为主要溶剂的流态成型方法。成型前通过调节料浆的浓度、pH值等来调节粘度，使浆料具有良好的流动性。在石膏模中交替倒入不同料浆，得到层状泥坯。
该方法具有一次成型且无需粘结剂的优点，但浆料中的溶剂只能通过石膏模吸收和自然干燥两种途径而去除，因此时间较长。同时，坯体由于在成型过程中无外加压力而使得密度和机械强度均较低。
轧膜成型
该法是将陶瓷粉料与有机粘合剂、溶剂、烧结助剂等置于两辊轴之间进行混练，使各组份充分混合均匀，然后在两轧辊间反复轧制，达到所需厚度。
该法通过高剪切作用打碎粉末团聚，使粉末均匀化，减少缺陷。但由于坯料只在厚度方向和前进方向受到碾压，在宽度方向缺乏足够的压力，使有机物分子和粉料都具有一定的定向作用，成型的素坯在性能上存在各向异性。
电泳成型
在直流电场的作用下通过浆料中荷电质点的电泳运动沉积基体或夹层材料坯体。由于水易电解，常用醇和酮类有机溶剂为分散介质。坯体厚度由浆料浓度、材料介电性质、电场强度、沉积时间等因素决定。
此方法得到的材料最小厚度可达2μm，且界面平整度达到亚微米级，可制备复杂形状坯体，成型过程中无需使用有机粘合剂、增塑剂等。但由于工艺的特殊性，致使其所能应用范围受限。
层状陶瓷复合材料的烧结
热压烧结
将含有有机物的层状材料进行排胶处理。为了排胶彻底，升温速率要慢（10℃/min以下），一般为3~5℃/min。排胶温度在600℃以内，保温时间几小时。
热压烧结能得到致密度较高且力学性能良好的层状复合材料，但是热压烧结存在烧结温度高、工艺复杂、设备造价高、仅适于制备尺寸较小且形状简单的构件，使其在实际生产中应用有限。
常压烧结
相对热压烧结而言，常压烧结具有烧结温度低、工艺简单、设备造价低等优点。
在含有烧结助剂的情况下常压烧结很难得到致密的烧结体，进而影响材料的力学性能，因此此方法多用于制备对强度要求不高的功能材料。
化学气相渗透
等温化学气相渗透法(简称ICVI法）起源于20世纪60年代中期，是在化学气相沉积（简称CVD法）方法基础上发展起来的一种制备陶瓷基复合材料的新方法。
与热压烧结和常压烧结工艺相比，ICVI工艺具有以下优点：ICVI工艺在无压和相对低温条件下进行（粉末烧结通常2000℃以上，ICVI法1000℃左右），对纤维类增强物的损伤较小，可制备出高性能陶瓷基复合材料；通过改变气态前驱体的种类、含量、沉积顺序、沉积工艺，可方便地对陶瓷基复合材料的界面、基体的组成与微观结构进行设计；由于不需要加入烧结助剂，所得到的陶瓷基体在纯度和组成结构上优于用烧结方法制备的；可制备形态复杂、纤维体积分数较高的陶瓷基复合材料。
参考资料：
解玉鹏、丁力等.层状结构陶瓷制备工艺与增韧机理的研究
齐亚娥、徐莉.氧化铝层状结构陶瓷的研究进展
李良军.层状陶瓷的制备、动态压缩性能及抗冲击机理
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