陶瓷晶須是指直徑很小的單晶體纖維。一般其長(zhǎng)度為直徑的數(shù)百倍,通常采用氣相法生長(zhǎng)。晶須的缺陷很少,所以其機(jī)械強(qiáng)度很高,抗拉強(qiáng)度可以接近純晶體的理論強(qiáng)度。晶須的強(qiáng)度與其粗細(xì)密切相關(guān),晶須越粗,強(qiáng)度越低,所以晶須的直徑越小越好。由于晶須兼有高強(qiáng)度、低密度、耐熱等特點(diǎn),常作為增強(qiáng)材料。常用的晶須有Al2O3晶須、SiC和Si3N4晶須、石墨晶須等。晶須增強(qiáng)是改善陶瓷材料高溫力學(xué)性能和熱震穩(wěn)定性的有效手段。
納米陶瓷復(fù)合材料是在80年代中期發(fā)展起來(lái)。納米陶瓷復(fù)合材料一般可分為三類:晶粒內(nèi)、晶粒間納米復(fù)合材料以及納米/納米復(fù)合材料。前兩類納米復(fù)合材料的納米級(jí)粒子主要彌散于基體晶粒內(nèi)或基體晶粒間,其目標(biāo)主要是改善高溫力學(xué)性能。而納米/納米復(fù)合材料則是由納米級(jí)分散體和基體晶粒構(gòu)成,目的在于使陶瓷增加某些新的功能,如可加工性和超塑性。納米陶瓷復(fù)合材料的晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔及缺陷尺寸等都只限于100nm量級(jí)的水平,晶粒尺寸的減小將使材料的力學(xué)性能成倍提高。
性能漸變復(fù)合材料的組成是從一面到另一面逐漸變化的,組成的變化引起材料性能(或功能)的逐漸變化,這種材料即所謂的性能漸變材料(日本稱其為傾斜功能材料),它是日本 80 年代中期開發(fā)的新材料。性能漸變材料是一種熱應(yīng)力緩和型材料,它是為實(shí)際應(yīng)用中要求材料一面耐熱且抗氧化,而另一面(冷面)又要具備韌性,并應(yīng)能緩解和承受熱應(yīng)力而開發(fā)出的,有別于傳統(tǒng)均質(zhì)復(fù)合材料的一種新概念材料。
陶瓷材料發(fā)展的新方向?qū)δ突鸩牧瞎I(yè)也有著重要的影響,如纖維增強(qiáng)澆注料、碳纖維增強(qiáng)鎂碳磚、超細(xì)粉在耐火材料中的應(yīng)用、兩級(jí)或多級(jí)直接復(fù)合功能耐火材料的生產(chǎn)與制備等,正是借助了陶瓷材料的發(fā)展技術(shù)。
此外,隨著高溫工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,對(duì)高性能耐火制品的需要更加迫切,一些功能耐火材料也是采用高性能陶瓷材料的生產(chǎn)技術(shù),對(duì)原料、配比及生產(chǎn)設(shè)備都提出了更高的要求。生產(chǎn)出的耐火制品一般都具有優(yōu)異的性能,如連鑄用的功能耐火材料、復(fù)吹轉(zhuǎn)爐用的供氣元件、鋼水精煉用的過(guò)濾器等。這些功能耐火材料雖然均采用了高性能陶瓷材料的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù),但都結(jié)合耐火材料的某些特殊要求進(jìn)行了改進(jìn),有其技術(shù)獨(dú)特性。