第十四章--陶瓷基复合材料PPT课件

.,1,第十四章陶瓷基复合材料加工工艺,.,2,本章主要内容：14.1概述14.2陶瓷基体14.3增强体14.4增韧机理14.5制备方法,.,3,一、陶瓷的定义陶瓷是以无机非金属天然矿物或化工产品为原料，经原料处理、成型、干燥、烧成等工序制成的产品二、陶瓷的分类传统陶瓷（普通陶瓷）现代陶瓷（特种陶瓷）,14.1概述,陶瓷的定义陶瓷的分类陶瓷脆性的本质改善途径,.,4,.,5,很强的离子键或共价键合较少可活动的滑移系晶体堆垛不完整,脆,对表面伤痕和内部裂纹非常敏感,提高韧性,三、陶瓷脆性的本质,.,6,四、改善途径复合化增韧：加入增强相引入各种增韧机制增加裂纹扩展阻力，从而增加断裂过程消耗的能量，提高断裂韧性KIC。相变增韧：裂纹尖端的应力场引起裂纹尖端附近的晶体结构发生相变，使该局部区域发生体积膨胀，基体裂纹闭合，改善陶瓷材料的断裂韧性。,纤维、晶须、颗粒,ZrO2,.,7,整体陶瓷与陶瓷基复合材料的力位移曲线,.,8,断裂韧性和临界裂纹大小的比较,.,9,3氧化物陶瓷基体作为基体材料使用的氧化物陶瓷主要有A1203，MgO，SiO2，ZrO2，莫来石(即富铝红柱石，化学式为3A12O3SiO2)等，它们的熔点在2000以上。,.,10,氧化物陶瓷主要为单相多晶结构，除晶相外，可能还含有少量气相(气孔)。微晶氧化物的强度较高，粗晶结构时，晶界面上的残余应力较大，对强度不利。,.,11,氧化物陶瓷的强度随环境温度升高而降低，但在1000以下降低较小。因此，氧化物陶瓷基复合材料应避免在高应力和高温环境下使用。这是由于A12O3和ZrO2的抗热震性较差，SiO2在高温下容易发生蠕变和相变。虽然莫来石具有较好的抗蠕变性能和较低的热膨胀系数，但使用温度也不宜超过1200。,.,12,(1)氧化铝陶瓷基体以氧化铝(Al2O3)为主要成分的陶瓷称为氧化铝陶瓷，氧化铝仅有一种热动力学稳定的相态，即-Al2O3，属六方晶系。,.,13,氧化铝陶瓷包括高纯氧化铝瓷，99氧化铝瓷，95氧化铝瓷和85氧化铝瓷等品种，其氧化铝含量(质量分数)依此为999、99、95和85，烧结温度依次为1800、1700、1650和1500。,.,14,以-Al2O3和3Al2O3.2SiO2为主晶相的称为刚玉-莫来石瓷，主要原料为高岭土、氧化铝和少量膨润土，烧结温度为1350左右，主要性能见下表所示。,.,15,一些陶瓷材料的物理和机械性能,.,16,-Al2O3被氧化锆粉体增韧近年来发展较为普遍，其原理是：氧化锆有四方相和单斜相两种形态，当氧化锆和氧化铝的粉体混合并加热至1500左右，氧化锆粒子从四方相向单斜相形态转变，从而导致体积改变，吸收能量，减缓微观裂纹尖端的应力集中，从而起到增韧氧化铝的作用。,.,17,一、氧化物陶瓷1、氧化铝陶瓷：以氧化铝(Al2O3)为主要成分的陶瓷。根据主晶相不同，可分为：刚玉瓷：以-Al2O3为主晶相。高纯刚玉瓷牌号75、85、95和99，它们的纯度和熔点均依次提高。刚玉-莫来石瓷：以-Al2O3和3Al2O32SiO2为主晶相莫来石瓷：以3Al2O32SiO2为主晶相,14.2陶瓷基体,氧化物陶瓷氮化物陶瓷碳化物陶瓷,.,18,Al2O3含量变化对陶瓷性能的影响,.,19,.,20,.,21,.,22,.,23,主要性能：硬度很高，2000MPa，仅次于金刚石、氮化硼、碳化硅耐磨性好耐腐蚀性强：由于铝氧之间键合力很大，氧化铝又具有酸碱两重性。电绝缘性好抗热震性能差，不能承受环境温度的突然变化,.,24,(2)氧化锆陶瓷基体以氧化锆(ZrO2)为主要成分的陶瓷称为氧化锆陶瓷。氧化锆密度5.65.9g/cm3，熔点2175。氧化锆在1100时，从单斜相迅速转变为四方相，此可逆转变伴随有79的体积变化。,.,25,由于氧化锆具有可逆相变，故在氧化锆陶瓷的烧结过程中加入适量CaO、MgO等与ZrO2结构近似的氧化物作为稳定剂，形成稳定的立方相结构。稳定的氧化锆陶瓷的比热容和导热系数小，韧性好，化学稳定性良好，高温时具有抗酸性和抗碱性。,.,26,2、氧化锆陶瓷以氧化锆(ZrO2)为主要成分的陶瓷称为氧化锆陶瓷。理论密度为5.89g/cm3，熔点为2715。,.,27,2715,1170,2370,单斜mZrO25.65,四方tZrO26.1,立方cZrO26.27,液相,马氏体相变,.,28,最常用的稳定剂：氧化镁，代表性的组分含量为8molMgO；氧化钙，典型组分为15molCaO；氧化钇，典型组分为23mol%Y2O3；氧化铈，典型组分为1220molCeO。,.,29,FSZ(FullyStabilizedZirconia)全稳定氧化锆PSZ(PartiallyStabilizedZirconia)部分稳定氧化锆TZP(TetragonalZirconniaPolycrytal)单相多晶四方氧化锆ZTA氧化锆增韧氧化铝,.,30,主要性能：耐磨性，轴承、密封件和替代人骨(如髋关节)等低热传导性，汽车发动机中作活塞顶、缸盖底板和汽缸内衬。氧化锆增韧氧化物陶瓷基体，制成韧性较基体材料高的复合材料。氧化锆的韧性在所有陶瓷中是最高的。,.,31,形状记忆合金,安装在飞船上的一小团天线，在阳光照射下迅速展开，伸展成半球状，开始了自己的工作。,具有一定形状的固体材料，在某种条件下经过一定的塑性变形后，加热到一定温度时，材料又完全恢复到变形前原来形状的现象。,.,32,4非氧化物陶瓷非氧化构陶瓷是指不合氧的氮化物、碳化物、硼化物和硅化物。它们的特点是耐火性和耐磨性好，硬度高，但脆性也很强。,.,33,碳化物和硼化物的抗热氧化温度约9001000。氮化物略低些，硅化物的表面能形成氧化硅膜，所以抗热氧化温度达13001700。氮化硼具有类似石墨的六方结构，在高温(1360)和高压作用下可转变成立方结构的氮化硼，耐热温度高达2000，硬度极高，可作为金刚石的代用品。,.,34,1、氮化硅陶瓷（Si3N4）：共价键化合物，属六方晶系，有和两种晶型结构，两种晶型的化学成分和密度相同，均是六方体。由于Si-N高度共价的化学键结合强度高，属难烧结物质。根据制备方法不同，将氮化硅陶瓷分为反应烧结氮化硅陶瓷(RBSN)、热压烧结氮化硅陶瓷(HPSN)。,二、氮化物陶瓷,非氧化物陶瓷氮化物碳化物硼化物硅化物,.,35,（1）反应烧结法预成型：硅粉为原料，或硅粉与Si3N4粉混合物为原料，一般陶瓷的成型方法制成所需形状；预氮化：氮气中预氮化1-1.5h，氮化温度1100-1200；二次氮化：1400-1420二次氮化18-36h，直到所有的硅都变成氮化硅。,-Si3N4和-Si3N4混合物1530vol%气孔率21.7%体积膨胀不收缩烧结,.,36,（2）热压烧结法加温和单方向加压的制造工艺。原料：Si3N4粉，加入少量添加剂(如MgO等)，混合均匀后，装入由感应加热的石墨模具中，在1650-1850高温下热压烧结，烧结压力为l530MPa，保温1-4小时。,.,37,另外，在HPSN制备技术中，MgO作为通常的烧结助剂加入后与-Si3N4表面含有的SiO2形成液相的硅化镁，这些硅化镁渗透在Si3N4颗粒中间，成为-Si3N4渗析的通道。从微观结构的HPSN颗粒中可以看到，少量硅化镁表层的存在是导致1200以上氮化硅强度降低的主要原因。,.,38,主要性能特点强度高硬度高耐磨性好，摩擦系数小耐腐蚀性好电绝缘性好抗热震性，抗高温蠕变性比其它陶瓷好,综合性热压烧结反应烧结,.,39,不同制备方法的氮化硅的一些物理性能,.,40,.,41,Sialon(siliconaluminumoxynitride),2、赛隆（Sialon）,Sialon材料：Si3N4中的Si和N被Al或(Al+M)(M为金属离子)及O置换所形成的一大类固溶体。晶体结构与Si3N4类似(理想的Si3N4结构是SiN4四面体)通过共角的形式形成的空间骨架。,.,42,.,43,(3)碳化硅陶瓷基体以碳化硅(SiC)为主要成分的陶瓷称为碳化硅陶瓷。SiC是一种非常硬和抗磨蚀的材料，以热压法制造的SiC可以用来作为切割钻石的刀具。SiC还具有优异的抗腐蚀性能，抗氧化性能。,.,44,SiC并不在自然界中存在，主要通过热压、烧结、反应烧结和化学气相沉积等制备技术获得。SiC一般有两种晶型，即-SiC(六方晶型)和-SiC(立方晶型)，Si-C键属于典型的共价键。,.,45,为了提高陶瓷的致密程度，常添加MgO、Y2O3、B、C、Al等能够降低晶界能的粉末以促进烧结。不同方法制备的SiC的一些性能如下表所示。,.,46,不同方法制备的碳化硅的一些性能,.,47,以碳化硅(SiC)为主要成分的陶瓷称为碳化硅陶瓷。SiC有-和-两种晶型。-SiC为高温晶型，六方纤锌矿结构；-SiC为低温晶型，立方结构。Si-C键属于典型的共价键结合。SiC分解温度为2600，密度为3.17g/cm3。制备方法：反应烧结、常压烧结、热压烧结等。,三、碳化物陶瓷,.,48,.,49,.,50,（1）无压烧结1974年，美国公司通过在高纯度SiC粉中同时加入少量添加剂，采用无压烧结于2020获得高密度SiC陶瓷。目前，该工艺已成为制备SiC陶瓷的主要方法。,.,51,（2）热压烧结1950年代中期，美国Norton公司就开始研究金属添加物对SiC热压烧结的影响。Al和Fe是促进SiC热压致密化的最有效的添加剂。研究表明：烧结体的显微结构以及力学、热学等性能会因添加剂的种类不同而异。,.,52,（3）反应烧结：SiC的反应烧结法最早在美国研究成功。工艺过程：-SiC粉+石墨粉混匀;,干压、挤压或注浆,多孔坯体,高温,液态Si,-SiC,-SiC,过量的Si填充于气孔,无孔致密的反应烧结体,综合性热压烧结无压烧结反应烧结,.,53,性能特点：优异的高温强度，可保持到1600；热传导能力高，仅次于氧化铍陶瓷；抗磨损性高、摩擦系数低，良好的耐腐蚀性，低热膨胀系数，适宜的力学性能。缺点：断裂韧性较低且在任何温度下都很脆。,.,54,14.3增强体,1.纤维2.晶须3.颗粒,.,55,1、碳纤维是指纤维中含碳量95%左右的碳纤维和含碳量99%左右的石墨纤维。制造陶瓷基复合材料最常用的纤维之一。2、原料:人造丝（粘胶纤维）聚丙烯腈PAN(主要原料)沥青,碳纤维,.,56,3、制造预氧化：氧化气氛中，200300，低温氧化，加轴向张力条件下，使氧进入纤维结构，脱氢产生水分子，先驱丝由柔性分子链变成大致沿纤维轴取向的刚性梯度网络结构。碳化：有机化合物在高纯氮气中缓慢加热到10001500时，所有非碳原子(氮、氢、氧等)将逐步被驱除，碳含量逐步增加，固相间发生一系列脱氢、环化、交链和缩聚等化学反应，形成碳纤维。石墨化：碳纤维置于氩气气氛中，快速升温至25003000，残留的非碳原子继续排除，进一步反应形成的芳环平面逐步增加，排列也较规整，取向性显著提高，并由二维乱层石墨结构向三维有序结构转化。,.,57,碳纤维生产工艺流程（热牵伸法，也称空气氧化法）,3、制造,.,58,3、制造,热牵伸法,.,59,碳化,石墨化,.,60,.,61,4、性能特点强度和模量高、密度小，和碳素材料一样具有很好的耐酸性。热膨胀系数小，甚至为负值；耐高温蠕变性能，一般碳纤维在1900以上才呈现出永久塑性变形。摩擦系数小，具有润滑性、导电性高。价格高；抗氧化能力较差，在高温下有氧存在时会生成二氧化碳。,.,62,.,63,.,64,目前，碳纤维常规生产的品种主要有两种，即高模量型和低模量型。其中，高模量型的拉伸模量约为400GPa，拉伸强度约为1.7GPa；低模量型的拉伸模量约为240GPa，拉伸强度约为2.5GPa。,.,65,碳纤维主要用在把强度、刚度、重量和抗化学性作为设计参数的构件，在1500的温度下，碳纤维仍能保持其性能不变。,.,66,但是，必须对碳纤维进行有效的保护以防止它在空气中或氧化性气氛中被腐蚀，只有这样，才能充分发挥它的优良性能。,.,67,碳化硅纤维是以碳和硅为主要组分的一种陶瓷纤维，具有良好的高温性能、高强度、高模量和化学稳定性。主要用于增强金属和陶瓷，制成耐高温的金属和陶瓷基复合材料。制造方法主要有两种化学气相沉积法和烧结法（有机聚合物转化法）。,碳化硅纤维,.,68,（1）化学气相沉积法,制备流程图,.,69,（2）聚合物热解法,.,70,晶须是具有一定长度(直径0.31um,长30100um)的纤维状单晶体。晶须是目前已知纤维中强度最高的一种，其机械强度几乎等于相邻原子间的作用力。晶须分为陶瓷晶须和金属晶须，用作增强材料的主要是陶瓷晶须。SiC、Si3N4、TiN、A12O3、钛酸钾和莫来石等少数几种晶须。,晶须,.,71,陶瓷材料中另一种增强体为晶须。晶须为具有一定长径比(直径0.31um,长30100um)的小单晶体。1952年，Herring和Galt验证了锡的晶须的强度比块状锡高得多，这促使人们去对纤维状的单晶进行详细的研究。,.,72,从结构上看，晶须的特点是没有微裂纹、位错、孔洞和表面损伤等一类缺陷，而这些缺陷正是大块晶体中大量存在且促使强度下降的主要原因。,.,73,在某些情况下，晶须的拉伸强度可达0.1E(E为杨氏模量)，这已非常接近于理想拉伸强度0.2E。相比之下，多晶的金属纤维和块状金属的拉伸强度只有0.02E和0.001E。,.,74,由于晶须具有最佳的热性能、低密度和高杨氏模量，从而引起了人们对其特别的关注。在陶瓷基复合材料中使用得较为普遍的是SiC、A12O3及Si3N4晶须。,.,75,陶瓷材料中的另一种增强体为颗粒。从几何尺寸上看，颗粒在各个方向上的长度是大致相同的，一般为几个微米。常用得的颗粒也是SiC、Si3N4等。,颗粒,.,76,颗粒的增韧效果虽不如纤维和晶须，但是，如果颗粒种类、粒径、含量及基体材料选择适当仍会有一定的韧化效果，同时还会带来高温强度，高温蠕变性能的改善。所以，颗粒增韧复合材料同样受到重视并对其进行了一定的研究。,.,77,14.4增韧机理,防护机制,非防护机制,桥梁机制非桥梁机制,偏转机制弯曲机制,缓和,改变,.,78,防护机制：缓和裂纹尖端的应力集中，从而减缓或阻止裂纹的扩展，提高材料韧性。,桥梁机制：桥联体联接裂纹的两个表面，提供闭合力。,.,79,.,80,防护机制：缓和裂纹尖端的应力集中，从而减缓或阻止裂纹的扩展，提高材料韧性。,桥梁机制非桥梁机制：裂纹尖端形成附加压应力场,.,81,1)相变机制应力诱导相变,.,82,2)微裂纹机制利用在基体中产生微裂纹或微裂纹区，使主裂纹遇到微裂纹或进入微裂纹区后，分化为一系列小裂纹，形成许多新的裂纹表面从而吸收能量。缺点：必须预先制造出众多的微裂纹，因而降低了材料的强度，即韧性的增加以强度的降低为代价。,.,83,3）残余应力机制通过复合在材料内部产生一定的残余压应力场，此残余压应力可以延迟基体开裂，当材料受拉伸载荷时，强度、韧性均增加。,.,84,非防护机制：由于强化相的存在，迫使裂纹需要不断改变扩展方向，或使裂纹产生弯曲（类似于颗粒对位错的钉扎作用），使其扩展需要消耗附加能量。偏转机制弯曲机制,.,85,.,86,.,87,.,88,.,89,.,90,14.5制备工艺,1.粉末冶金法,2.浆体法3.反应烧结法4.液态浸渍法5.直接氧化法6.化学气相浸渍法（CVI法）7.溶胶-凝胶法,.,91,1.粉末冶金法：,.,92,2.浆体法为了克服粉末冶金法中各材料组元混合不均匀的问题。各材料组元在浆体中成弥散分布。调整水溶液的pH值及对浆体进行超声波震动搅拌可进一步改善弥散性。弥散的浆体可直接浇铸成型或通过热压或冷压后烧结成型。,.,93,浆体压制烧结工艺流程图,适用于颗粒、晶须、短纤维,.,94,连续纤维增强玻璃或玻璃陶瓷复合材料的浆体浸渍-热压工艺流程,.,95,纤维,浸渍浆料,纤维缠绕在辊筒上,纤维裁剪铺层,压力,纤维/玻璃陶瓷复合材料,热压，800925,脱黏结剂，500,连续纤维增强玻璃陶瓷基复合材料的工艺路线,.,96,此工艺流程图主要包括以下四个过程：纤维首先通过浆料池；浸渍的丝被卷到一个转筒上；干燥后被切割并依照一定的要求层状排列；固化并加热成型。,.,97,其中，浆料池中的浆料由陶瓷粉末、溶剂和有机黏结剂组成；另外，再加入一些润湿剂，有助于提高纤维在浆料中的浸润性。,.,98,下图显示了在热压各向同性氧化铝纤维增强玻璃陶瓷基复合材料时，温度和压力随时间的变化曲线。,.,99,热压各向同性氧化铝纤维增强玻璃陶瓷基复合材料时温度、压力随时间的变化曲线,.,100,浆料浸渍工艺非常适合玻璃或玻璃陶瓷基复合材料，因为它的热压温度低于这些晶体基体材料的熔点。但热压过程中，除了要考虑制品的形状外，还要考虑的因素包括：,.,101,在整个操作过程中，纤维必须经仔细处理，避免损伤纤维表面。拉力影响浆料浸渍纤维的能力，太强的拉力会导致纤维破坏。,.,102,在加工过程中，要尽量减少纤维的破坏。因为结晶陶瓷的耐火颗粒在与纤维的机械接触中会损伤纤维，太高的压力也会损伤纤维，还要避免纤维在高温中与基体的反应。,.,103,浆料的组成是一个重要方面，包括粉体的含量、粉体粒子的大小、黏结剂的种类和含量、溶剂等，它们都对最终复合材料制品的性能有所影响。,.,104,为了减少最终制品的孔隙率，在热压之前，要设法完全除去挥发性黏结剂，使用比纤维直径更小的颗粒状陶瓷基体。,.,105,热压操作非常关键，通常是在一个非常窄的操作温度范围，缩短操作时间可以减少纤维的损坏。,.,106,浆料浸渍工艺可以制得纤维定向排列、低孔隙率、高强度的陶瓷基复合材料。它可以用在C、Al2O3、SiC和Al2O3.SiO2纤维增强玻璃、玻璃陶瓷和氧化物陶瓷的制造工艺中。这种工艺的主要缺点是要求基体有较高的熔点或软化点。,.,107,3.反应烧结法反应烧结Si3N4基复合材料是利用反应Si+N2=Si3N4只需把多孔的含Si粉的坯件置于N2气氛中加热，Si粒子表面开始氮化，形成Si3N4，如选用能促进氮化的催化剂，还可促进烧结。,.,108,反应烧结工艺制备SiCSi3N4复合材料,.,109,4、液态浸渍法,液态浸渍法示意图,由任何形式的增强材料(颗粒、晶须、纤维等)制成的预制体都具有网络孔隙，由于毛细作用陶瓷熔体可渗入这些孔隙。,.,110,1)渗透法渗透法就是在预制的增强材料坯件中使基体材料以固态、液态或气态的形式渗透制成复合材料。其中，比较常用的是液相渗透。,.,111,渗透法类似于聚合物基复合材料制造技术中，纤维布被液相的树脂渗透后，热压固化。二者的差别就是所用的基体是陶瓷，渗透的温度要高得多。下图是液相渗透工艺示意图。,.,112,液相渗透工艺示意图,.,113,由于熔融的陶瓷具有较高的黏度，为了提高陶瓷对预制增强材料坯件的渗透，通过对增强材料的表面处理，来提高其浸渍性，这种提高渗透主要采用化学反应的方式。,.,114,另外，加压和抽真空这两种物理方法也可以被用来提高渗透性。以这种方法生产陶瓷基复合材料的主要优点是制造工艺是一个简单的一步生产过程，可以获得一个均匀的制品。,.,115,渗透法的主要缺点如果使用高熔点的陶瓷，就可能在陶瓷和增强材料之间发生化学反应；陶瓷具有比金属更高的熔融黏度，因此对增强材料的渗透相当困难；,.,116,增强材料和基体在冷却后，由于不同的热膨胀系数会引起收缩产生裂纹。因此，为了避免这种情况，要尽量选用热膨胀系数相近的增强材料和基体。,.,117,5.直接氧化法由液态浸渍法演变而来，通过熔融金属与气体反应直接形成陶瓷基体。,熔化金属的生长,.,118,2)直接氧化法(Lanxide法)直接氧化法就是利用熔融金属直接与氧化剂发生氧化反应而制备陶瓷基复合材料的工艺方法。由于它是由Lanxide公司发明的，所以又称为Lanxide法。,.,119,直接氧化法的生产工艺将增强纤维或纤维预成型件置于熔融金属的下面，并处于空气或其他气氛中，熔融金属中含有镁、硅等一些添加剂。,.,120,在纤维不断被金属渗透的过程中，渗透到纤维中的金属与空气或其他气体在不断发生氧化反应，这种反应始终在液相金属和气相氧化剂的界面处进行，反应生成的氧化物沉积在纤维周围，形成含有少量金属、致密的陶瓷基复合材料。,.,121,Al+N2,以金属铝为例，在空气或氮气气氛中，主要发生下列反应：,2Al2O3,AlN,4Al+3O2,.,122,一般在这种陶瓷基复合材料制品中，未发生氧化反应的残余金属量约占530。可以用来这种方法制造高温热能量交换器的管道等部件，具有较好的机械性能(强度、韧性等)。,.,123,直接氧化法工艺的缺点以这种方法生产的产品中，残余的金属很难完全被氧化或除去。这种方法难于用来生产一些较大的和比较复杂的部件，比如航天工业的一些部件。,.,124,6.化学气相浸渍法（CVI法）CVI法是把反应物气体浸渍到多孔预制件的内部，发生化学反应并进行沉积，从而形成陶瓷基复合材料。等温CVI（ICVI）法和热梯度强制对流CVI（FCVI）法。,.,125,等温化学气相浸渍示意图,等温CVI（ICVI）法,(1)扩散(2)渗透(3)吸附(4)反应(5)解吸,.,126,热梯度强制对流化学气相浸渍示意图,热梯度强制对流CVI（FCVI）法,.,127,原位化学反应技术已经被广泛用于制造整体陶瓷件，同样该技术也可以用于制造陶瓷基复合材料，已广泛应用的有CVD和CVI工艺。,3)原位化学反应法,.,128,CVD法CVD法就是利用化学气相沉积技术，通过一些反应性混合气体在高温状态下反应，分解出陶瓷材料并沉积在各种增强材料上形成陶瓷基复合材料的方法。,.,129,CVI法将化学气相沉积技术运用在将大量陶瓷材料渗透进增强材料预制坯件的工艺就称为化学气相渗透工艺。,.,130,从这两种工艺技术来说，CVD法首先被开发并应用于一些陶瓷纤维的制造和C/C复合材料的制备；CVI方法在CVD技术上发展起来并被广泛应用于各种陶瓷基复合材料。,.,131,下图是CVI的工艺示意图，,.,132,CVI工艺示意图,.,133,以A12O3陶瓷基复合材料为例，反应性混合气体(AlCl3H2/CO2)在较低的沉积温度(9501000)和压力(23kPa)下发生下列反应：,.,134,2AlCl3(g)+3H2(g)+3CO2(g)Al2O3(s)+3CO(g)+6HCl(g),固态的Al2O3沉积在纤维表面，最后形成陶瓷基复合材料。,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g),.,135,与CVD工艺相比，CVI工艺实际上是一种低温和低压工艺，这样就可以避免一般陶瓷基复合材料工艺对增强材料的损伤。CVI制造的产品，其实际密度可以达到理论密度的9394。,.,136,CVI工艺生产CMC的主要优点：在高温