陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites,简称CMC)是一种以陶瓷为基体,以各种纤维(如碳纤维、二氧化硅纤维、氧化铝纤维等)为增强体的复合材料。这些基体材料通常包括SiC、SiCN、氧化铝、碳等高温结构陶瓷,它们具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能。然而,陶瓷材料本身具有脆性,容易在应力状态下产生裂纹甚至断裂。通过将高强度、高弹性的纤维与基体复合,可以有效提高陶瓷的韧性和可靠性,阻止裂纹的扩展,从而得到具有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。
陶瓷基复合材料的成形方法主要有两类:一类是针对陶瓷短纤维、晶须、颗粒等增强体,复合材料的成形工艺与陶瓷基本相同,如料浆浇铸法、热压烧结法等;另一类是针对连续纤维增强的陶瓷基复合材料,通常采用预浸料法制备。
陶瓷基复合材料因其优异的性能,已经在航天航空、国防等领域得到了广泛应用。它们不仅具有高强度和高韧性,还具有与普通陶瓷不同的非失效性断裂方式,使其在高温、高压、高腐蚀性环境中具有显著的优势。此外,陶瓷基复合材料的性价比也较高,是一种具有潜力的替代金属的新型高温结构材料。