含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术属于纤维增强氧化物陶瓷基复合材料领域，具体提供一种含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷及其制备方法。本发明专利技术的含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷，包括：基体、增强体以及设置于所述基体和所述增强体之间的界面相；其中，所述基体为氧化铝，所述增强体为三维氧化铝纤维织物，所述界面相为热解碳PyC界面相，所述PyC界面相由在所述氧化铝纤维的表面沉积PyC形成。本发明专利技术提供的含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷可以实现提高氧化铝陶瓷的断裂韧性，增强损伤容限的目的，材料性能优异，能满足航空航天领域对材料各方面性能的需求。

Alumina fiber reinforced alumina ceramic with boundary surface and preparation method thereof

The invention belongs to the field of fiber reinforced oxide ceramic matrix composite material, and in particular provides an alumina fiber reinforced alumina ceramic with a boundary surface and a preparation method thereof. Interphase containing alumina fiber of the invention reinforced alumina ceramics, including matrix and reinforcement and arranged in the matrix and the reinforcement of the interface between the phases; the matrix of alumina, the enhanced body for three-dimensional alumina fiber fabric, the interface for the PyC interphase pyrolytic carbon PyC, the interface phase formed by PyC deposition in the alumina fiber. Interphase containing alumina fiber reinforced alumina ceramics provided by the invention can improve the fracture toughness of alumina ceramic, enhanced damage tolerance, excellent material properties, can meet the needs of all aspects of the material properties of the aerospace field.

【技术实现步骤摘要】
含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及纤维增强氧化物陶瓷基复合材料领域，具体涉及一种含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷及其制备方法。
技术介绍
氧化铝是当前使用最广泛的一类工业用氧化物陶瓷材料，但是热脆性一直是阻碍其进一步使用的瓶颈。因此，提高氧化铝材料的韧性和抗热震性是目前亟待解决的问题。目前关于氧化铝增韧的方法有很多，如相变增韧、晶须和晶种增韧、颗粒弥散补强等方法。其中，纤维增强陶瓷基复合材料是解决陶瓷材料脆性的最有效途径之一。在外力作用下，在材料表面或内部微裂纹尖端产生应力集中，裂纹扩展形成表面能以消耗能量，因而裂纹的扩展速度极其迅速，往往在瞬间就使陶瓷材料遭到灾难性的破坏。根据复合材料理论，当裂纹扩展遇到纤维时，通过纤维与基体界面的脱离来吸收能量，缓和应力集中；部分纤维在张应力作用下发生断裂而从基体中拔出时，也将吸收较大的能量，从而有效的改善陶瓷材料的脆性。通过在氧化铝陶瓷中加入氧化铝纤维，在一定程度上提高陶瓷基体的抗弯强度和断裂韧性。氧化铝纤维具有突出的耐高温性能，绝热性好、热容量小，良好的耐化学腐蚀性能，与基体的浸润性良好，界面反应较小，所以氧化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷，其特征在于，包括：基体、增强体以及设置于所述基体和所述增强体之间的界面相；其中，所述基体为氧化铝，所述增强体为三维氧化铝纤维织物，所述界面相为热解碳PyC界面相，所述PyC界面相由在所述氧化铝纤维的表面沉积PyC形成。

【技术特征摘要】
1.一种含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷，其特征在于，包括：基体、增强体以及设置于所述基体和所述增强体之间的界面相；其中，所述基体为氧化铝，所述增强体为三维氧化铝纤维织物，所述界面相为热解碳PyC界面相，所述PyC界面相由在所述氧化铝纤维的表面沉积PyC形成。2.根据权利要求1所述的含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷，其特征在于，所述增强体采用体积分数为42％～45％的三维氧化铝纤维织物。3.据权利要求2所述的含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷，其特征在于，所述PyC界面相的厚度为0.38～0.42μm。4.一种如权利要求1～3中任一项所述含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下工艺步骤：步骤1、制备氧化铝纤维增强体：采用编织工艺将氧化铝纤维制备成所需形状的三维氧化铝纤维织物增强体；步骤2、制备PyC界面相：采用化学气相沉积法，在化学气相沉积炉中通过PyC先驱体气体在步骤1中的所述三维氧化铝纤维织物增强体的表面沉积得到所述PyC界面相，沉积完成后随炉冷却取出；步骤3、制备氧化铝基体：在所述PyC界面相的表面制备氧化铝基体，形成含界面相的氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述PyC先驱体气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗瑞盈，王威博，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11