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碳化硅陶瓷基復(fù)合材料是指在碳化硅陶瓷基體中引入碳化硅纖維作為增強(qiáng)材料，形成以引入的碳化硅增強(qiáng)纖維為分散相，以碳化硅陶瓷基體為連續(xù)相的復(fù)合材料。它的性能特點(diǎn)有哪些呢？
碳化硅陶瓷基復(fù)合材料保留了碳化硅陶瓷耐高溫、高強(qiáng)度、抗氧化、耐腐蝕、耐沖擊的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)兼具碳化硅纖維增強(qiáng)增韌作用，克服了碳化硅陶瓷斷裂韌性低和抗外部沖擊載荷性能差的先天缺陷。這種材料可以在1316°C的高溫環(huán)境下保待其理化特性不退化。當(dāng)碳化硅材料表面噴有熱障涂層時(shí)，其最高工作溫度可繼續(xù)增加至1480°C。
盡管現(xiàn)代商用發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前溫度可達(dá)1650°C，額外的170°C溫差仍需采用壓氣機(jī)引氣冷卻來彌補(bǔ)，但這一引氣量相比使用傳統(tǒng)高溫合金材料的葉片已大為減少。據(jù)初步計(jì)算，采用耐溫1480°C的CMC材料高壓渦輪葉片可使發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率降低6%。同時(shí)，采用CMC材料制成的燃燒室高溫襯墊所需的冷卻氣量也大幅減少，進(jìn)而降低冷卻空氣同燃油摻混后不完全燃燒生成氮氧化物的機(jī)會(huì)，其氮氧化物的減排潛力可達(dá)33%。
碳化硅陶瓷基復(fù)合材料的研究較為廣泛，其使用溫度可達(dá)1450℃，高溫強(qiáng)度大且重量輕、耐腐蝕，眾多優(yōu)點(diǎn)可改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，因此可用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。碳化硅陶瓷基復(fù)合材料具有替代金屬成為新一代高溫結(jié)構(gòu)材料的潛力。
