陶瓷基復(fù)合材料是一種新型戰(zhàn)略性高溫結(jié)構(gòu)材料，與傳統(tǒng)材料相比，優(yōu)勢主要表現(xiàn)為“更高”、“更強(qiáng)”、“更輕”。陶瓷基復(fù)合材料優(yōu)異的性能也決定了其高端的應(yīng)用領(lǐng)域。但是隨著技術(shù)的發(fā)展和其衍生價(jià)值的開發(fā)，陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用越來越廣泛。下面小編詳細(xì)介紹陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用供大家參考。

    陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷材料為基體，以陶瓷纖維、晶須、晶片或者顆粒為補(bǔ)強(qiáng)體，通過適當(dāng)?shù)膹?fù)合工藝制備且性能可設(shè)計(jì)的一類新型材料，又稱為多相復(fù)合陶瓷材料或復(fù)相陶瓷，包括纖維（或晶須）增韌（或增強(qiáng)）陶瓷基復(fù)合材料、異相顆粒彌散強(qiáng)化復(fù)相陶瓷。原位生長陶瓷復(fù)合材料、梯度功能復(fù)合陶瓷及納米陶瓷復(fù)合材料。該類材料是上世紀(jì)80年代逐漸發(fā)展起來的，可通過補(bǔ)強(qiáng)體的加入改善其本征脆性，以避免突發(fā)性破壞[1]。

    陶瓷基復(fù)合材料在高技術(shù)領(lǐng)域、航空航天、國防以及國民經(jīng)濟(jì)各部門具有廣闊的應(yīng)用前景，是先進(jìn)材料領(lǐng)域的研究前沿之一，也是我國高新技術(shù)計(jì)劃的一項(xiàng)重點(diǎn)研究領(lǐng)域。陶瓷基復(fù)合材料在有機(jī)材料基和金屬材料基復(fù)合材料不能滿足性能要求的工況下可以得到廣泛應(yīng)用，成為理想的高溫結(jié)構(gòu)材料，主要用作機(jī)械加工材料、耐磨材料、高溫發(fā)動機(jī)燃燒室及連接桿、航天器保護(hù)材料、高溫?zé)峤粨Q器材料、高溫耐腐蝕材料、輕型裝甲材料、分離或過濾器材料、承載/透波/隔熱材料等。復(fù)相陶瓷是未來發(fā)動機(jī)熱端結(jié)構(gòu)的首選材料，可替代金屬及其合金[2]。

    世界主要發(fā)達(dá)國家都在積極開展陶瓷基復(fù)合材料的研究，并不斷拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。

    碳纖維和碳化硅（（Cf/SiC）復(fù)合材料是其中的一個(gè)重要材料體系，大量文獻(xiàn)資料表明，Cf/SiC復(fù)合材料具有耐高溫和高抗熱震性能、高耐磨性和高硬度、耐化學(xué)腐蝕特性、高導(dǎo)熱、低熱膨脹系數(shù)（1 X 10-6~ 4 X 10-6 K-1）等優(yōu)異的性能。

    另一個(gè)重要體系為碳顆粒和碳化硅（Cp/SiC）復(fù)合材料，它具有良好的機(jī)械加工、熱穩(wěn)定、耐化學(xué)腐蝕、高導(dǎo)熱、低熱膨脹系數(shù)等性能，主要應(yīng)用于機(jī)械密封材料、耐火材料及玻璃熔煉用夾具、模具材料等。SiC纖維增強(qiáng)SiC體系具有高的比強(qiáng)度和比剛度、良好的高溫力學(xué)性能和抗氧化性能以及優(yōu)異的抗輻照性能和耐腐蝕性能，在航空航天和核聚變領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景[3]。

    而C/C復(fù)合材料體系具有高強(qiáng)高模、比重輕、熱膨脹系數(shù)小、抗腐蝕、抗熱沖擊、耐摩擦性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)異性能廣泛用于固體火箭發(fā)動機(jī)噴管、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件、飛機(jī)及賽車的剎車裝置、熱元件和機(jī)械緊固件、熱交換器、航空發(fā)動機(jī)的熱端部件、高功率電子裝置的散熱裝置和撐桿等方面，另一方面重要的應(yīng)用則集中在生物醫(yī)用材料，作為人體骨修復(fù)和骨替代物。

    SiC基體系

    SNECMA、GE、EADS、MT Aerospace（MT）等制造商是目前制備2D C/SiC和SiC/SiC陶瓷基復(fù)合材料的主要成熟生產(chǎn)商。各制造商采用的原料、制備工藝均有所不同，因此材料性能差異較大。

    20 世紀(jì)80 年代初，法國SNECMA 公司率先開展陶瓷基復(fù)合材料在航空發(fā)動機(jī)噴管部位的應(yīng)用研究，先后研制出了Cerasepr A300和Sepcarbinoxr A262 碳化硅基復(fù)合材料。隨后美國、日本等也不斷加大該領(lǐng)域的支持，特別是近幾年美國在F414發(fā)動機(jī)上開展了SiCf/SiC 復(fù)合材料渦輪轉(zhuǎn)子的驗(yàn)證工作，這代表陶瓷基復(fù)合材料應(yīng)用范圍已經(jīng)拓展到了發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)動件，使用陶瓷基復(fù)合材料已成為新一代發(fā)動機(jī)的典型標(biāo)志[2]。

    SiC/SiC復(fù)合材料的應(yīng)用

    航空航天領(lǐng)域

    SiC/SiC復(fù)合材料因其低密度、高強(qiáng)度、耐沖擊、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)而被用作高性能發(fā)動機(jī)的熱端部件材料。20世紀(jì)90年代法國Snecma公司研發(fā)了CERASEP系列的SiC/SiC復(fù)合材料，并將該材料成功應(yīng)用在了M-88型發(fā)動機(jī)的噴管調(diào)節(jié)片上，標(biāo)志著SiC/SiC復(fù)合材料在航空方面的應(yīng)用已經(jīng)開始。目前，Snecma公司對CERASEP系列進(jìn)行了升級并制備了燃燒室襯套等發(fā)動機(jī)組件（圖1）。

    圖1 燃燒室

    2005年結(jié)束的IHPTET計(jì)劃中，GE、Allison、Foster-Miller等公司開發(fā)并驗(yàn)證了大量陶瓷基復(fù)合材料渦輪發(fā)動機(jī)高溫部件，如靜子葉片、后框架前緣插件和燃燒室火焰筒等（圖2）。其中，靜子葉片在UEET計(jì)劃的支持下進(jìn)行了臺架試車，結(jié)果表明， SiC/SiC復(fù)合材料葉片比高溫合金葉片明顯更具優(yōu)勢。最近的NGLT計(jì)劃則將SiC/SiC復(fù)合材料作為空間飛行器的發(fā)動機(jī)高熱部件材料而開展研究。復(fù)合材料在航天方面除了高熱部件外還可作為衛(wèi)星天線、反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)等。

    圖2 靜子葉片、后框架前緣插件和燃燒室火焰筒

    美國Hyper-Therm HTC公司在NASA的支持下制備了主動冷卻的液體火箭發(fā)動機(jī)復(fù)合材料整體推力室（圖3）。法國SEP公司用SiC/SiC復(fù)合材料制成的SCD-SEP火箭試驗(yàn)發(fā)動機(jī)已經(jīng)通過點(diǎn)火試車（圖4）。

    圖3 整體推力室

    圖4 噴管熱試車

    核聚變領(lǐng)域[1]

    核聚變反應(yīng)堆是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模可控聚變反應(yīng)，放出巨大熱量的裝置，是獲得和使用核聚變能的核心部件。自上世紀(jì)國際熱核實(shí)驗(yàn)堆（ITER ， International Thermal nuclear Experimental Reactor）計(jì)劃啟動開始，人類正走向世界上首個(gè)商用聚變堆運(yùn)行發(fā)電的實(shí)現(xiàn)。聚變堆的主要部件包括包層、屏蔽層、磁體和輔助系統(tǒng)等，其中包層擔(dān)負(fù)著將聚變能轉(zhuǎn)換成熱能的任務(wù)，且工作在高溫、高輻照、高應(yīng)力的嚴(yán)酷條件下。ITER計(jì)劃能否最終成功，包層材料技術(shù)至關(guān)重要。

    SiC/SiC復(fù)合材料具有良好輻照穩(wěn)定性、低的氚滲透率和誘導(dǎo)輻射，被認(rèn)為是很有前景的核聚變堆候選材料。SiC/SiC復(fù)合材料在聚變堆中的應(yīng)用主要是在包層的第一壁、偏濾器以及流道插件等部件上。

    包層是聚變堆中最重要的部件，主要起能量轉(zhuǎn)換、增殖中子以及屏蔽的作用。第一壁（First Wall）是包容等離子體區(qū)和真空區(qū)的部件，直接面向等離子體。SiC/SiC復(fù)合材料作為第一壁/包層結(jié)構(gòu)材料，必須有良好的抗輻照損傷性能，良好的室溫和高溫力學(xué)性能，能承受高表面熱負(fù)荷。選用SiC/SiC復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)材料的包層概念設(shè)計(jì)有自冷鏗鉛包層（SCLL， Self-Cooled Lithium Lead breeder blanket）和氦冷陶瓷包層（HCCB， Helium-Cooled Ceramic breeder blanket），前者包括歐盟的PPCS-D，TAURO，美國的ARIES-I和ARIES-AT，后者包括日本的DREAM和A-SSTR2（圖 5）。

    圖5 第一壁/包層結(jié)構(gòu)材料

    流道插件（FCI，F(xiàn)low Channel Insert）是應(yīng)用于液態(tài)包層的功能部件，作為電絕緣和熱絕緣體，隔離高溫鏗鉛與結(jié)構(gòu)材料如低活化馬氏體鋼的直接接觸，可以降低磁流體力學(xué)（MHD）效應(yīng)并提高液態(tài)金屬鏗鉛的出口溫度，從而提高包層的熱轉(zhuǎn)換效率。用SiC/SiC復(fù)合材料制造FCI的包層概念設(shè)計(jì)主要有雙冷鏗鉛包層（DOLL，Dual-Coolant Lithium Lead blanket），包括中國的FDS-II,歐盟的PPCS-C，美國的ARIES-ST，ARIES-AT等（圖6）。

    圖6 流道插件

    偏濾器是聚變堆中的一個(gè)高熱流部件，的源分開以及排除聚變反應(yīng)產(chǎn)生的氦灰。其主要作用是使等離子體與產(chǎn)生雜質(zhì)。歐盟的PPCS-D，TAURO，美國的ARIES-AT以及日本的DREAM偏濾器設(shè)計(jì)中曾采用了SiC/SiC復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)材料（圖7）。

    圖7 偏濾器

    C/SiC復(fù)合材料的應(yīng)用

    剎車系統(tǒng)

    C/SiC 陶瓷基復(fù)合材料作為一種新型的剎車材料，與傳統(tǒng)的金屬和半金屬剎車材料相比，具有密度低、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、磨損量小、制動比大和使用壽命長等突出優(yōu)點(diǎn)；與C/C復(fù)合材料相比，C/SiC復(fù)合材料具有克服C/C摩擦材料缺點(diǎn)的潛力，具有密度低、強(qiáng)度高、耐高溫、熱物理性能好等特點(diǎn)，尤其是摩擦系數(shù)高且穩(wěn)定，對環(huán)境的影響不敏感等。美國的Aircraft Braking S ystems Corporation、Goodrich、Honewell 和OAI 4大公司對C/SiC 剎車材料進(jìn)行了研究。韓國DACC公司已經(jīng)為F16戰(zhàn)斗機(jī)研究開發(fā)出C/SiC 剎車盤。國內(nèi)對C/SiC 剎車材料的研究報(bào)道也較多?？傊?，C/SiC陶瓷復(fù)合材料顯著提高了使用溫度和減少剎車系統(tǒng)的體積，大大提高了剎車的安全性，所以其作為新一代剎車材料具有廣闊的應(yīng)用前景[3]。近日，北汽首款電動超跑ARCFOX-7正式在北京車展亮相，而這款車的剎車盤就使用了碳陶瓷剎車盤（圖8）。

    圖8 北汽首款電動超跑ARCFOX-7

    航空航天用熱結(jié)構(gòu)材料

    在高的工作溫度、強(qiáng)氣流的沖刷腐蝕和高應(yīng)力的振動載荷等惡劣環(huán)境下，C/SiC 被認(rèn)為是較為理想的航空航天用熱結(jié)構(gòu)材料之一。此外，C/SiC 復(fù)合材料在戰(zhàn)略導(dǎo)彈和多用途導(dǎo)彈的噴管（圖9），以及航天飛機(jī)熱防護(hù)系統(tǒng)及固體火箭發(fā)動機(jī)導(dǎo)流管等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[4]。

    圖9 多用途導(dǎo)彈的噴管

    在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用

    航空航天技術(shù)的需求對于陶瓷基復(fù)合材料的發(fā)展起著決定性作用。歐洲動力協(xié)會（SEP）、法國Bordeaux 大學(xué)、德國的Karslure 大學(xué)、美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室早在20 世紀(jì)70 年代便率先開展了C/SiC 復(fù)合材料的研究工作。用C/SiC 復(fù)合材料制作的噴嘴已用于幻影2000 戰(zhàn)斗機(jī)的M55 發(fā)動機(jī)（圖10）和狂風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)的M88 航空發(fā)動機(jī)上，法國“海爾梅斯”號航天飛機(jī)的鼻錐帽等也采用了這種材料[4]。國內(nèi)對C/SiC 復(fù)合材料的研究起步較晚，近年來，在西北工業(yè)大學(xué)、國防科技大學(xué)和航空工業(yè)總公司43所等單位的共同努力下，C/SiC 的制備技術(shù)和性能等方面都取得了長足進(jìn)步，與世界先進(jìn)水平的差距在逐步縮小，并有多種航空航天用C/SiC構(gòu)件通過了地面試車考核。

    圖10 幻影2000 戰(zhàn)斗機(jī)

    航天飛行器

    航天飛行器再入大氣過程中，由于強(qiáng)烈的氣動加熱，飛行器的頭錐和機(jī)翼前緣的溫度高達(dá)1650℃，熱防護(hù)系統(tǒng)是航天飛行器的4 大關(guān)鍵技術(shù)之一。第一代熱防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是采用放熱-結(jié)構(gòu)分開的思想，即冷卻結(jié)構(gòu)外部加放熱系統(tǒng)。C/SiC 復(fù)合材料的發(fā)展，使飛行器的承載結(jié)構(gòu)和放熱一體化。尤其是哥倫比亞號熱防護(hù)系統(tǒng)失效造成的機(jī)毀人亡事件后，使C/SiC陶瓷基復(fù)合材料更受關(guān)注。在熱結(jié)構(gòu)材料的構(gòu)件中包括航天飛機(jī)和導(dǎo)彈的鼻錐、導(dǎo)翼、機(jī)翼和蓋板等。

    衛(wèi)星反射鏡用材料

    衛(wèi)星反射鏡材料的性能要求是密度低、比剛度大、熱膨脹系數(shù)CTE低、高導(dǎo)熱性以及適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和硬度、可設(shè)計(jì)性等。玻璃反射鏡和金屬反射鏡加工成大型輕型反射鏡都有一定的局限性。因此，國內(nèi)外都正在研究C/SiC復(fù)合材料反射鏡，該復(fù)合材料密度較低，剛度高，在低溫下熱膨脹系數(shù)小及導(dǎo)熱性能良好，熱性能和力學(xué)性能都比較理想，而且可以得到極好的表面拋光，是一種十分理想的衛(wèi)星反射鏡基座材料。C/SiC復(fù)合材料作為反射鏡材料的研究在國外已經(jīng)進(jìn)行了20 多年，技術(shù)比較成熟，如美國、俄羅斯、德國、加拿大等利用碳纖維增強(qiáng)碳化硅復(fù)合材料（Cf /SiC）制備出高性能反射鏡。最具代表性的是德國Donier 衛(wèi)星系統(tǒng)公司采用LSI方法制備的C/SiC 復(fù)合材料反射鏡作為空間望遠(yuǎn)鏡主鏡（圖11），直630mm，質(zhì)量僅為4kg ，最大可制作3m的大型反射鏡，可望用作美國下一代空間望遠(yuǎn)鏡（NGST）用反射鏡[5]。

    圖11 C/SiC 復(fù)合材料反射鏡

    其它特殊領(lǐng)域

    C/SiC 陶瓷基復(fù)合材料除上述應(yīng)用外，還應(yīng)用在核聚變第一壁、液體火箭發(fā)動機(jī)、導(dǎo)彈端頭帽及衛(wèi)星窗框上。如西北工業(yè)大學(xué)研制的液體火箭發(fā)動機(jī)C/SiC 復(fù)合材料系列噴管成功通過試車考核。另外，Cf /SiC熱結(jié)構(gòu)材料的機(jī)械連接技術(shù)近年來已經(jīng)取得了相當(dāng)程度的進(jìn)展，主要應(yīng)用于連接固定熱的外表面和航空框架結(jié)構(gòu)中冷的襯墊，及用作密封裝置[5]。

    碳基體系

    C/C復(fù)合材料的應(yīng)用

    世界各國均把C/C 復(fù)合材料用作導(dǎo)彈及先進(jìn)飛行器高溫區(qū)的主要熱結(jié)構(gòu)材料，隨著材料性能的不斷改進(jìn)，其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓寬[6-7]。

    先進(jìn)飛行器上的應(yīng)用

    導(dǎo)彈、載人飛船、航天飛機(jī)等，在再入環(huán)境時(shí)飛行器頭部受到強(qiáng)激波，對頭部產(chǎn)生很大的壓力，其最苛刻部位溫度可達(dá)2760 ℃，所以必須選擇能夠承受再入環(huán)境苛刻條件的材料。設(shè)計(jì)合理的鼻錐外形和選材，能使實(shí)際流入飛行器的能量僅為整個(gè)熱量1%～10%左右。

    對導(dǎo)彈的端頭帽，也要求防熱材料在再入環(huán)境中燒蝕量低，且燒蝕均勻?qū)ΨQ，同時(shí)希望它具有吸波能力、抗核爆輻射性能和在全天候使用的性能。三維編織的C/C復(fù)合材料，其石墨化后的熱導(dǎo)性足以滿足彈頭再入時(shí)由-160℃至氣動加熱時(shí)1700℃時(shí)的熱沖擊要求，可以預(yù)防彈頭鼻錐的熱應(yīng)力過大引起的整體破壞；其低密度可提高導(dǎo)彈彈頭射程，已在很多戰(zhàn)略導(dǎo)彈彈頭上得到應(yīng)用。除了導(dǎo)彈的再入鼻錐，C/C 復(fù)合材料還可作熱防護(hù)材料用于航天飛機(jī)（表1）。

    表1 C/C復(fù)合材料在航天飛機(jī)上的應(yīng)用

    固體火箭發(fā)動機(jī)噴管上的應(yīng)用

    C/C 復(fù)合材料自上世紀(jì)70 年代首次作為固體火箭發(fā)動機(jī)（SRM）喉襯飛行成功以來，極大地推動了SRM 噴管材料的發(fā)展。喉襯部一般采用多維編織的高密度瀝青基C/C復(fù)合材料，增強(qiáng)體多為整體針刺碳?xì)?、多向編織等，并在表面涂覆SiC 以提高抗氧化性和抗沖蝕能力。美國在此方面的應(yīng)用有：①“民兵-Ⅲ”導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)第三級的噴管喉襯材料；②“北極星”A-7 發(fā)動機(jī)噴管的收斂段；③MX 導(dǎo)彈第三級發(fā)動機(jī)的可延伸出口錐（三維編織薄壁C/C復(fù)合材料制品）。俄羅斯用在潛地導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)的噴管延伸錐（三維編織薄壁C/C 復(fù)合材料制品）。

    表2 C/C復(fù)合材料在戰(zhàn)略導(dǎo)彈上的應(yīng)用

    剎車領(lǐng)域的應(yīng)用

    C/C復(fù)合材料剎車盤的實(shí)驗(yàn)性研究于上世紀(jì)1973 年第一次用于飛機(jī)剎車。目前，一半以上的C/C復(fù)合材料用作飛機(jī)剎車裝置。高性能剎車材料要求高比熱容、高熔點(diǎn)以及高溫下的強(qiáng)度，C/C復(fù)合材料正好適應(yīng)了這一要求，制作的飛機(jī)剎車盤重量輕、耐溫高、比熱容比鋼高2.5 倍；同金屬剎車相比，可節(jié)省40%的結(jié)構(gòu)重量。碳剎車盤的使用壽命是金屬基的5～7倍，剎車力矩平穩(wěn)，剎車時(shí)噪聲小，因此碳剎車盤的問世被認(rèn)為是剎車材料發(fā)展史上的一次重大的技術(shù)進(jìn)步。

    目前法國歐洲動力、碳工業(yè)等公司已批量生產(chǎn)C/C復(fù)合材料剎車片，英國鄧祿普公司也已大量生產(chǎn)C/C復(fù)合材料剎車片，用于賽車、火車和戰(zhàn)斗機(jī)的剎車材料（圖12）。

    圖12 C/C復(fù)合材料剎車片

    C/C復(fù)合材料用作高溫結(jié)構(gòu)材料

    由于C/C 復(fù)合材料的高溫力學(xué)性能， 使之有可能成為工作溫度1500~1700℃的航空發(fā)動機(jī)的理想材料， 有著潛在的發(fā)展前景。

    渦輪發(fā)動機(jī)

    C/C 復(fù)合材料在渦輪機(jī)及燃?xì)庀到y(tǒng)（已成功地用于燃燒室、導(dǎo)管、閥門）中的靜止件和轉(zhuǎn)動件方面有著潛在的應(yīng)用前景， 例如用于葉片和活塞， 可明顯減輕重量， 提高燃燒室的溫度， 大幅度提高熱效率。

    內(nèi)燃發(fā)動機(jī)

    C/C 復(fù)合材料因其密度低、優(yōu)異的摩擦性能、熱膨脹率低， 從而有利于控制活塞與汽缸之間的空隙，目前正在研究開發(fā)用其制活塞。

    發(fā)熱元件

    與石墨發(fā)熱體強(qiáng)度低脆， 加工運(yùn)輸困難相比， C/C復(fù)合材料強(qiáng)度高， 韌性好， 耐高溫， 可減少發(fā)熱體體積， 擴(kuò)大工作區(qū)。

    生物學(xué)上的應(yīng)用

    碳材料是目前生物相容性最好的材料之一。在骨修復(fù)上， 碳/碳復(fù)合材料能控制孔隙的形態(tài)， 這是很重要的特性， 因?yàn)槎嗫捉Y(jié)構(gòu)經(jīng)處理后， 可使天然骨骼融入材料之中。故C/C 復(fù)合材料是一種極有潛力的新型生物醫(yī)用材料， 在人體骨修復(fù)與骨替代方面有較好的應(yīng)用前景。目前C/C 復(fù)合材料在臨床上已有骨盤骨夾板和骨針的應(yīng)用；人工心臟瓣膜中耳修復(fù)材料也有研究報(bào)道；人工齒根已取得了很好的臨床應(yīng)用效果。

    我國陶瓷基復(fù)合材料發(fā)展需要解決的問題及建議

    國內(nèi)主要開展相關(guān)研究的單位主要包括中航復(fù)材、西北工業(yè)大學(xué)、國防科大等單位。由于我國陶瓷基復(fù)合材料的研究起步較晚，與美國、法國等西方先進(jìn)國家尚存在較大差距。要實(shí)現(xiàn)陶瓷基復(fù)合材料在航空發(fā)動機(jī)熱端部件上的應(yīng)用，亟需解決以下問題[2]：

    （1）建立基于陶瓷基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

    陶瓷基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與高溫合金具有本質(zhì)的區(qū)別，因此不能簡單套用前期高溫合金構(gòu)件設(shè)計(jì)的原理和模型，因此需要針對纖維預(yù)制體、基體、界面和表面等眾多組成單元開展多層次、多尺度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究，建立基于陶瓷基復(fù)合材料本征結(jié)構(gòu)和功能的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

    （2）加強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料本征結(jié)構(gòu)與失效機(jī)理研究，建立壽命預(yù)測模型。

    材料損傷失效是陶瓷基復(fù)合材料在航空發(fā)動機(jī)熱端部位應(yīng)用研究的重要內(nèi)容，材料損傷失效意味著其功能不能達(dá)到材料本征性能或者設(shè)計(jì)值，嚴(yán)重時(shí)會引起構(gòu)件及發(fā)動機(jī)失效等嚴(yán)重后果。因此必須基于陶瓷基復(fù)合材料的特點(diǎn)及服役環(huán)境，研究損傷和失效機(jī)制，進(jìn)而對陶瓷基復(fù)合材料壽命進(jìn)行評估和預(yù)測。

    （3）突破陶瓷基復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵技術(shù)。

    陶瓷基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的研發(fā)，涉及到纖維等原材料研發(fā)、預(yù)制體編織、基體致密化、材料的精確加工與裝配、環(huán)境屏障涂層制備、無損檢測及考核驗(yàn)證等多個(gè)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)均取得突破才能推動整個(gè)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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