中国粉体网讯 超高温陶瓷基复合材料是指在2000℃以上的高温环境下能保持物理化学性能稳定的、以陶瓷相为基体的高温结构材料，具有密度小、耐磨损、高温物理性能优异、热化学稳定性好、抗热震性能良好等突出优势，超高温陶瓷基复合材料被认为是制造航天器热防护部件最具前景的材料。
超高温陶瓷基复合材料
碳化物陶瓷基复合材料
超高温碳化物陶瓷主要包括碳化锆(ZrC)、碳化铪(HfC)、碳化钽(TaC)、碳化钛(TiC)等，具有熔点高、高温强度高、导电导热性能优异以及抗热冲击性能好等优势；但是，由于其脆性大以及抗氧化性能不足，因此常加入碳化硅(SiC)、硼化锆(ZrB2)、氧化锆(ZrO2)、硅化钼(MoSi2)、钼(Mo)金属、石墨(Cg)等颗粒增强其力学性能，改善其抗氧化以及烧结性能。常见的碳化物陶瓷基复合材料有ZrC-SiC、ZrC-ZrB2、ZrC-ZrO2、ZrC-MoSi2、ZrC-Mo、ZrC-SiC-Cg、HfC-SiC、TaC-SiC、TiC-SiC等。
硼化物陶瓷基复合材料
超高温硼化物陶瓷主要包括硼化锆(ZrB2)、硼化铪(HfB2)、硼化钽(TaB2)和硼化钛(TiB2)等。超高温硼化物陶瓷中有较强的共价键，具有高熔点、高强度、热导率和电导率大、蒸发率小的优势，但共价键较强的特性使材料致密化烧结困难，材料高温抗氧化性能也有待提高。ZrB2和HfB2是研究最为广泛的超高温硼化物
陶瓷。通过添加SiC制备ZrB2-SiC、HfB2-SiC复合材料，可以获得较高的二元共晶温度，改善材料的力学和抗氧化性能。
连续纤维增韧陶瓷基复合材料
连续纤维增韧陶瓷基复合材料是指以超高温陶瓷或复相陶瓷为基体，如ZrC、ZrB2、HfC、HfB2、TaC、ZrC-SiC、ZrB2-SiC、HfB2-SiC、ZrB2-ZrC-SiC等，以耐高温纤维为增强体，如碳纤维(Cf)、碳化硅纤维(SiCf)等，形成的具有高强度、高韧性、密度小、耐高温等优异性能的超高温复合材料。
超高温陶瓷基复合材料的制备
目前，碳化物、硼化物超高温陶瓷基复合材料常用的制备方法有无压烧结法、热压烧结法、反应热压烧结与放电等离子烧结法等。
无压烧结(PS)：无压烧结是在常压下对原料进行加热成型，是一种最简单的烧结方法，适用于不同形状、尺寸构件的制备，温度便于控制，但是得到的材料致密度较低，原料粒度和烧结助剂对材料致密度的影响很大。
热压烧结：热压烧结是将原料粉体填充进模具内，从单轴方向同时进行加压、加热的烧结方法，此方法法工艺成本较高，而且制备的材料尺寸有限，因此其应用受到一定的限制。
反应热压烧结：反应热压烧结是利用原料之间的化学反应并结合热压烧结工艺形成的一种烧结工艺，此方法的烧结温度较低，材料致密度高，无需进行粉体制备，成本相对较低。
放电等离子烧结：放电等离子烧结是将高能脉冲电流通入装有粉体的模具上，在粉体颗粒间产生等离子体放电进行加热烧结，是一种烧结温度低、速度快、致密化程度高的烧结工艺，但在实际应用中对于大尺寸样品烧结温度的不均匀分布制约了此技术的应用。
目前，纤维增强陶瓷基复合材料的制备方法有:先驱体浸渍裂解法(PIP)、反应熔体浸渗法(RMI)、化学气相渗透法(CVI)、泥浆法(SI)等。
先驱体浸渍裂解法(PIP)：先驱体浸渍裂解法又称聚合物浸渍裂解法或先驱体转化法，其一般过程是：以纤维预制件等为骨架，浸渍聚合物为先驱体，在惰性气体保护下使其交联固化，然后在一定气氛中进行高温裂解，从而得到陶瓷基复合材料。此方法的优点是：先驱分子可设计，进而实现对最终复合材料陶瓷基体组成、结构与性能的控制；制备温度低，设备要求简单；可制备大型复杂形状的结构件，能够实现净成型。但也存在孔隙率高，制备周期较长等缺点。
反应熔体浸渍法(RMI)：反应熔体浸渍法是在高温条件下将熔融金属渗入多孔的预制件中（一般为C/C预制件）随后与预制件中的C反应生成陶瓷基体。其一般过程为：对纤维预制体进行部分致密化，最后用熔融金属进行浸渗，熔融金属和基体碳反应后得到高致密度的碳化物基体。此方法法制备周期短，成本较低，材料致密度高，基体组成可进行调节；但是，由于浸渍温度高，因此易损伤纤维。
化学气相渗透法(CVI)：化学气相渗透法是将纤维预制件放入特制炉中，气相前驱体随压力差扩散至预成型体周围并通过孔隙扩散进入内部，在孔隙内反应生成产物沉积下来的方法。该方法具有以下优点：可在较低温度下制备熔点较高的陶瓷基复合材料；可用于制备尺寸较大、结构复杂的陶瓷基复合材料构件；制备过程中压力较低，对纤维的机械损伤较小；可制备各类陶瓷基体，适用范围广。
泥浆法(SI)：泥浆法是将所需的陶瓷粉体制成泥浆，然后引入至纤维预制件中，随后高温烧结得到连续纤维增强陶瓷基复合材料,可根据浆料的引入方式分为浆料浸渍法和浆料涂刷法。浆料浸渍法可以促进陶瓷粉体的分散，提高复合材料综合性能，但是泥浆中粉体分布很难均匀化，导致材料力学性能不均匀、抗氧化性能较差、易出现相分离等缺陷。
参考资料：
严春雷、刘荣军等.超高温陶瓷基复合材料制备工艺研究进展
齐方方、王子钦等.超高温陶瓷基复合材料制备与性能的研究进展
杨金华、刘占军等.共熔法制备超高温陶瓷基复合材料
（中国粉体网编辑整理/初末）
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