第一章無機(jī)復(fù)合材料概述課件

第一章

復(fù)合材料概述主要內(nèi)容復(fù)合材料的概念復(fù)合材料的分類復(fù)合材料的特性復(fù)合材料的用途復(fù)合材料的發(fā)展方向第一章

復(fù)合材料概述主要內(nèi)容1一、復(fù)合材料的概念復(fù)合材料：compositematerials;composites

廣義上講：由兩種或兩種以上的物質(zhì)組成的材料。

狹義上講：由兩種或兩種以上的材料通過復(fù)合工藝組合而成的新型材料。

三個要點(diǎn)：（1）材料組元——兩種或以上不同組元（2）制備工藝——人工復(fù)合（3）新型材料——具有原組元所不具備的新性能1、定義一、復(fù)合材料的概念復(fù)合材料：compositemateri2復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)通常是一個相為連續(xù)相，成為基體；而另外一相是以獨(dú)立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的分散相，它顯著增強(qiáng)材料的性能，故常稱為增強(qiáng)體。多數(shù)情況下，增強(qiáng)體較基體硬，剛度和強(qiáng)度較基體大。增強(qiáng)相可以是纖維及其編織物，也可以是顆粒狀或彌散的填料。在基體和增強(qiáng)體之間存在著界面。2、復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)通常是一個相為連續(xù)相，成為基體3

因此，復(fù)合材料是由兩種以上組分以及它們之間的界面構(gòu)成。

組分材料主要指增強(qiáng)體和基體，它們也被稱為復(fù)合材料的增強(qiáng)相和基體相。增強(qiáng)相與基體相之間的界面區(qū)域因為其特殊的結(jié)構(gòu)組成也被視作復(fù)合材料中的“相”，即界面相。因此，復(fù)合材料是由兩種以上組分以及它們之間的界面構(gòu)成。4增強(qiáng)相和基體相是根據(jù)它們組分的物理和化學(xué)性質(zhì)和在最終復(fù)合材料中的形態(tài)來區(qū)分的。其中一個組分是纖維（連續(xù)的或短切的）、薄片或顆粒狀，具有較高的強(qiáng)度、模量、硬度和脆性，在復(fù)合材料承受外加載荷時是主要承載相，稱為增強(qiáng)相或增強(qiáng)體（reinforcingphaseorreinforcement）。增強(qiáng)相或增強(qiáng)體在復(fù)合材料中呈分散形式，被基體相隔離包圍，因此也稱作分散相；增強(qiáng)相和基體相是根據(jù)它們組分的物理和化學(xué)性質(zhì)和在最終復(fù)合5復(fù)合材料中的另一個組分是包圍增強(qiáng)相并相對較軟和韌的貫連材料，稱為基體相（matrixphase）。復(fù)合材料的各種形態(tài)示意于下圖中：復(fù)合材料中的另一個組分是包圍增強(qiáng)相并相對較軟和韌的貫連材6復(fù)合材料及其增強(qiáng)相的各種形態(tài)纖維狀顆粒狀層狀片狀填充狀復(fù)合材料及其增強(qiáng)相的各種形態(tài)纖維狀顆粒狀層狀片狀填充狀7復(fù)合材料在制造前，基體材料的形狀可以是薄片、粉末、塊體或無定形的流體，它的狀態(tài)可以是固態(tài)、氣態(tài)、熔融態(tài)或半固—半液態(tài)?；w材料在與增強(qiáng)相固結(jié)后，基體相在復(fù)合材料中就成為包裹增強(qiáng)相的連續(xù)體。因此，基體相也叫做連續(xù)相?；w相具有支撐和保護(hù)增強(qiáng)相的作用，在復(fù)合材料承受外加載荷時，基體相主要以剪切變形的方式起著向增強(qiáng)相分配和傳遞載荷的作用。復(fù)合材料在制造前，基體材料的形狀可以是薄片、粉末、塊體或8在復(fù)合材料中，增強(qiáng)相和基體相之間還存在著明顯的結(jié)合面。位于增強(qiáng)相和基體相之間并使兩相彼此相連的、化學(xué)成分和力學(xué)性質(zhì)與相鄰兩相有明顯區(qū)別、能夠在相鄰兩相間起傳遞載荷作用的區(qū)域，稱為復(fù)合材料的界面（interface）。在復(fù)合材料中，增強(qiáng)相和基體相之間還存在著明顯的結(jié)合面。9復(fù)合材料中界面層的厚度通常在亞微米以下，但界面層的總面積在復(fù)合材料中很大，且復(fù)合材料的界面特征對復(fù)合材料的性能、破壞行為及應(yīng)用效能有很大影響。所以，人們以極大的注意力開展對復(fù)合材料界面的研究--------表面和界面工程（surfaceandinterfaceengineering）。復(fù)合材料中界面層的厚度通常在亞微米以下，但界面層的總面積10

復(fù)合材料的性能取決于組分材料的種類、性能、含量和分布。主要包括：增強(qiáng)體的性能和它的表面物理、化學(xué)狀態(tài)；基體的結(jié)構(gòu)和性能；增強(qiáng)體的配置、分布和體積含量。3、復(fù)合材料具有可設(shè)計性復(fù)合材料的性能取決于組分材料的種類、性能、含量和分布。主11組分設(shè)計：材料A材料B優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)組合I組合II組合III組合IV最佳組合最差組合組分設(shè)計：材料A材料B優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)組合組合組合組合最佳組12復(fù)合材料的性能還取決于復(fù)合材料的制造工藝條件、復(fù)合方法、零件幾何形狀和使用環(huán)境條件。復(fù)合材料既能保留原組分材料的主要特色，并通過復(fù)合效應(yīng)獲得組分材料所不具備的性能，還可以通過材料設(shè)計使各組分的性能相互補(bǔ)充并彼此關(guān)聯(lián)，從而獲得新的性能。

復(fù)合材料設(shè)計：選擇復(fù)合材料的組分、增強(qiáng)體分布和復(fù)合材料制造工藝、使其具有使用所要求的性能過程。復(fù)合材料的性能還取決于復(fù)合材料的制造工藝條件13

復(fù)合材料設(shè)計可分為三個層次：單層材料設(shè)計、鋪層設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計。

單層材料設(shè)計包括正確選擇增強(qiáng)材料、基體材料及其配比，該層次決定單層板的性能；

鋪層設(shè)計包括對鋪層材料的鋪層方案做出合理性的安排，該層次決定層合板的性能；

結(jié)構(gòu)設(shè)計則最后確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸。上述三個設(shè)計層次互為前提、互相影響、互相依賴。復(fù)合材料設(shè)計可分為三個層次：單層材料設(shè)計、鋪層設(shè)計、結(jié)14因此，復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)的設(shè)計打破了材料研究和結(jié)構(gòu)研究的傳統(tǒng)界限。設(shè)計人員必須把材料性能和結(jié)構(gòu)性能統(tǒng)一考慮，換言之，材料設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計必須同時進(jìn)行，并將它們統(tǒng)一在同一個設(shè)計方案中。因此，復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)的設(shè)計打破了材料研究和結(jié)構(gòu)研究的傳15與單質(zhì)材料相比，現(xiàn)代復(fù)合材料具有以下一些特點(diǎn)：復(fù)合材料是一種多相材料，其中的組分的類型和相對含量是人們有意識選擇與設(shè)計的；復(fù)合材料本身是人工制造的，而不是天然的（區(qū)別天然材料）；復(fù)合材料中至少有一固相為連續(xù)體，稱為基體，其它固相可為分散相或連續(xù)相，稱為增強(qiáng)相（或增強(qiáng)體、增強(qiáng)材料），可為一維、二維、三維或多維狀態(tài)；復(fù)合材料具有各單個組分所沒有的綜合的優(yōu)良性能。4、復(fù)合材料的特點(diǎn)與單質(zhì)材料相比，現(xiàn)代復(fù)合材料具有以下一些特點(diǎn)：4、復(fù)合材料的16影響復(fù)合材料性能的因素：

主要取決于增強(qiáng)材料的性能、含量及分布狀況，基體材料的性能、含量，以及它們之間的界面結(jié)合情況，作為產(chǎn)品還與成型工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)。因此，不論對哪一類復(fù)合材料，就是同一類復(fù)合材料的性能也不是一個定值，而只能給出其主要性能。影響復(fù)合材料性能的因素：17（１）復(fù)合材料不僅保留了原組成材料的特點(diǎn)，而且通過各組分的相互補(bǔ)充和關(guān)聯(lián)可以獲得原組分所沒有的新的優(yōu)越性能；一般材料的簡單混合與復(fù)合材料的兩點(diǎn)本質(zhì)區(qū)別：（１）復(fù)合材料不僅保留了原組成材料的特點(diǎn)，而且通過各組18（２）復(fù)合材料的可設(shè)計性如結(jié)構(gòu)復(fù)合材料不僅可根據(jù)材料在使用中受力的要求進(jìn)行組元選材設(shè)計，更重要的是還可進(jìn)行復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，即增強(qiáng)體的比例、分布、排列和取向等的設(shè)計。對于結(jié)構(gòu)復(fù)合材料來說，是由能承受載荷的增強(qiáng)體組元與能連接增強(qiáng)體又起傳遞力作用的基體組元構(gòu)成。由不同的增強(qiáng)體和不同的基體即可組成名目繁多的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。（２）復(fù)合材料的可設(shè)計性19二、復(fù)合材料的分類二、復(fù)合材料的分類20三、復(fù)合材料特性復(fù)合材料與基體材料相比，具有以下優(yōu)異的性能：輕質(zhì)高強(qiáng)、比強(qiáng)度和比模量高良好的抗疲勞性能高韌性和抗熱沖擊性減振性能好耐熱性好特殊的光、電、磁性能良好的耐燒蝕性、耐磨損、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性……復(fù)合材料是由多種組分的材料組成，許多性能優(yōu)于單一組分的材料。三、復(fù)合材料特性復(fù)合材料與基體材料相比，具有以下優(yōu)異的性能：211、輕質(zhì)高強(qiáng)、比強(qiáng)度和比模量高三、復(fù)合材料的特性復(fù)合材料的突出優(yōu)點(diǎn)是比強(qiáng)度和比模量（即強(qiáng)度與密度、模量與密度之比）高。比強(qiáng)度和比模量是度量材料承載能力的一個指標(biāo)，比強(qiáng)度愈高，同一零件的比重愈小；比模量愈高，零件的剛性愈大。1、輕質(zhì)高強(qiáng)、比強(qiáng)度和比模量高三、復(fù)合材料的特性復(fù)合材料22表1各種單向連續(xù)纖維（60vol％）增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的性能（Gf、Cf、Kevlarf、Bf、Al2O3f、SiCf）材料GFRPCFRPKFRPBFRPAFRPSFRP鋼鋁鈦密度g/cm32.01.61.42.12.42.07.82.84.5拉伸強(qiáng)度GPa1.21.81.51.61.71.51.40.481.0比強(qiáng)度106cm6.011.211.57.57.16.51.81.72.1拉伸模量GPa421308022012013021077110比模量108cm2.18.15.710.45.45.62.72.72.5熱導(dǎo)率KJ/mhK2118010238.4272669222CTE10－6/K8.00.21.84.04.02.612239.0表1各種單向連續(xù)纖維（60vol％）增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料232、良好的抗疲勞性能

疲勞是材料在循環(huán)應(yīng)力作用下的性質(zhì)。復(fù)合材料能有效地阻止疲勞裂紋的擴(kuò)展。2、良好的抗疲勞性能243、高韌性和抗熱沖擊性高韌性和抗熱沖擊性在PMC和CMC中尤為重要。3、高韌性和抗熱沖擊性25Si3N4Cf/Si3N4SiCw/Si3N4層狀Si3N4/BNKIC/MPa·m1/2Si3N4Cf/Si3N4SiCw/Si3N4層狀Si3N264、減振性能好在實際使用過程中，振動問題十分突出。復(fù)合材料的比模量高，所以它的自振頻率很高，不容易發(fā)生共振而快速脆斷；復(fù)合材料是一種非均質(zhì)多相體系，在復(fù)合材料中振動衰減都很快。4、減振性能好在實際使用過程中，振動問題十分突出。275、耐熱性好

復(fù)合材料在高溫下強(qiáng)度和模量基本不變。選擇適當(dāng)?shù)幕w材料和增強(qiáng)材料可以制成耐燒蝕材料和熱防護(hù)材料，能有效地保護(hù)火箭、導(dǎo)彈和宇宙飛行器在2000℃以上承受高溫、高速氣流的沖刷作用。金屬基和陶瓷基復(fù)合材料能在較高的溫度下長期使用，但是聚合物基復(fù)合材料不能在高溫下長期使用，即使耐高溫的聚酰亞胺基復(fù)合材料，其長期工作溫度也只能在300℃左右。5、耐熱性好選擇適當(dāng)?shù)幕w材料和增強(qiáng)材料可以制成耐燒蝕材286、特殊的光、電、磁性能復(fù)合材料具有優(yōu)良的電性能，通過選擇不同的樹脂基體、增強(qiáng)材料和輔助材料，可以將其制成絕緣材料或?qū)щ姴牧?。例如，玻璃纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料具有優(yōu)良的電絕緣性能，并且在高頻下仍能保持良好的介電性能，因此可作為高性能電機(jī)、電器的絕緣材料。6、特殊的光、電、磁性能復(fù)合材料具有優(yōu)良的電性能，通過選29玻璃纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料還具有良好的透波性能，被廣泛地用于制造機(jī)載、艦載和地面雷達(dá)罩。復(fù)合材料通過原材料的選擇和適當(dāng)?shù)某尚凸に嚳梢灾频脤?dǎo)電復(fù)合材料。這是一種功能復(fù)合材料，在冶金、化工和電池制造等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。玻璃纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料還具有良好的透波性能，被廣泛307、良好的耐燒蝕性、耐磨損、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性

7、良好的耐燒蝕性、耐磨損、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性31Ti3SiC2/M復(fù)合材料在高速列車受電弓滑板上的應(yīng)用Al/Ti3SiC2和Cu/carbon的磨損網(wǎng)線材料（銅導(dǎo)線）的磨損Ti3SiC2/M復(fù)合材料在高速列車受電弓滑板上的應(yīng)用Al/32四、典型的復(fù)合材料及其應(yīng)用聚合物基復(fù)合材料(PMC)

?玻璃鋼（玻璃纖維增強(qiáng)塑料，GFRP)

?碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料（CFRP）金屬基復(fù)合材料(MMC)陶瓷基復(fù)合材料（CMC）碳/碳復(fù)合材料（C/C）四、典型的復(fù)合材料及其應(yīng)用聚合物基復(fù)合材料(PMC)33GFRP的突出特點(diǎn)是密度低、比強(qiáng)度高。其密度為1.6～2.0g/cm3，比輕金屬鋁還低；而比強(qiáng)度要比最高強(qiáng)度的合金鋼還高3倍，“玻璃鋼”的名稱就是由此而來。此外，玻璃鋼還具有良好的耐腐蝕性能，在酸、堿、海水，甚至有機(jī)溶劑等介質(zhì)中都很穩(wěn)定，耐腐蝕性超過了不銹鋼。玻璃鋼（GFRP）：應(yīng)用領(lǐng)域：航空航天工業(yè)

在現(xiàn)代汽車工業(yè)中

在石油化工工業(yè)中

在體育用品方面……GFRP的突出特點(diǎn)是密度低、比強(qiáng)度高。其密度34大口徑玻璃鋼輸水管道玻璃鋼輸油、氣管道玻璃鋼石化管道玻璃鋼化工管道大口徑玻璃鋼輸水管道玻璃鋼輸油、氣管道玻璃鋼石化管道玻璃鋼化35玻璃鋼天線反射面玻璃鋼建筑材料用于上海東方明珠電視塔大堂裝潢玻璃鋼容器（200m3水箱）玻璃鋼捕魚船體玻璃鋼天線反射面玻璃鋼建筑材料用于玻璃鋼容器（200m3水箱36玻璃鋼雷達(dá)罩各種玻璃鋼型材制品風(fēng)力發(fā)電機(jī)玻璃鋼葉片耐燒蝕玻璃纖維復(fù)合材料噴管玻璃鋼雷達(dá)罩各種玻璃鋼型材制品風(fēng)力發(fā)電機(jī)玻璃鋼葉片耐燒蝕玻璃37玻璃鋼應(yīng)用于體育用品

玻璃鋼應(yīng)用于體育用品38碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料(CFRP)CFRP密度更低，具有比玻璃鋼更高的比強(qiáng)度和比模量，比強(qiáng)度是高強(qiáng)度鋼和鈦合金的5～6倍，是玻璃鋼的2倍，比模量是這些材料的3～4倍。應(yīng)用領(lǐng)域：空間和宇航中的應(yīng)用航空工業(yè)（飛機(jī)）應(yīng)用在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用在建筑工業(yè)的應(yīng)用在汽車工業(yè)中的應(yīng)用……碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料(CFRP)CFR39CFRP在民用飛機(jī)中的應(yīng)用CFRP在航天飛機(jī)中的應(yīng)用CFRP在民用飛機(jī)中的應(yīng)用CFRP在航天飛機(jī)中的應(yīng)用40復(fù)合材料在直升飛機(jī)部件中的應(yīng)用復(fù)合材料垂直尾翼（圖中黑色部分）復(fù)合材料雷達(dá)罩（圖中黑色部分）CFRP在空間站大型結(jié)構(gòu)桁架及太陽能電池支架中的應(yīng)用復(fù)合材料在直升飛機(jī)部件中的應(yīng)用復(fù)合材料垂直尾翼（圖中黑色部分41碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料垂直尾翼復(fù)合材料金屬蜂窩夾層結(jié)構(gòu)飛機(jī)構(gòu)件復(fù)合材料飛機(jī)部件的制作碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料垂直尾翼復(fù)合材料金屬蜂窩夾層結(jié)構(gòu)飛機(jī)構(gòu)件復(fù)42碳纖維片材（復(fù)合材料）用于建筑物補(bǔ)強(qiáng)加固碳纖維片材（復(fù)合材料）用于建筑物補(bǔ)強(qiáng)加固43金屬基復(fù)合材料（MetalMatrixComposites）金屬基復(fù)合材料主要應(yīng)用在以下領(lǐng)域：空間和宇航中的應(yīng)用在軍事領(lǐng)域應(yīng)用航空工業(yè)（飛機(jī)）應(yīng)用在核反應(yīng)工程中應(yīng)用在汽車工業(yè)中的應(yīng)用金屬基復(fù)合材料主要由金屬基體（Al、Ti、Mg、Superalloy等合金）與增強(qiáng)纖維（如Cf、SiCf、Al2O3f等)、顆粒（如SiCp、Al2O3p、B4Cp等)以及晶須（如SiCw）等復(fù)合制備而成。金屬基復(fù)合材料（MetalMatrixComposite44復(fù)合材料纖維含量vol％抗拉強(qiáng)度MPa拉伸模量GPa密度g/cm3Bf/Al501200～1500200～2202.6CVDSiCf/Al501300～1500210～2302.85～3.0NicalonSiCf/Al35～40700～90095～1102.6Cf/Al35500～800100～1502.4Al2O3f/Al506502203.3Al2O3f/Al509001302.9SiCw/Al18～20500～62096～1382.8SiCp/Al20400～510～1002.8CVDSiCf/Ti351500～1750210～2303.9Bf/Ti451300～15002203.7典型的鋁基和鈦基復(fù)合材料及其性能復(fù)合材料纖維含量抗拉強(qiáng)度拉伸模量密度Bf/Al5045哈勃望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)在空間中的哈勃望遠(yuǎn)鏡哈勃望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)在空間中的哈勃望遠(yuǎn)鏡46Bf/Al復(fù)合材料用于航天飛機(jī)主艙體龍骨桁架和支柱Bf/Al復(fù)合材料用于航天飛機(jī)主艙體龍骨桁架和支柱47Al基MMC在飛機(jī)尾翼和發(fā)動機(jī)葉片上的應(yīng)用Al基MMC在飛機(jī)尾翼和發(fā)動機(jī)葉片上的應(yīng)用48NeutronAbsorber在核反應(yīng)工程中應(yīng)用作為中子吸收材料BoralTMBoratedAluminumDWA’sBorTecTMNeutronAbsorber在核反應(yīng)工程中應(yīng)用Bora49左圖：Al2O3短纖維/Al汽車活塞（活塞環(huán)）（豐田汽車公司）中圖：SiCp/Al連桿，鍛件替代鋼連桿，減重6Kg（福特、通用汽車公司）右圖：SiCp/Al，Al2O3

p/Al汽車剎車盤，減重60％（豐田、福特和通用汽車公司）左圖：Al2O3短纖維/Al汽車活塞（活塞環(huán)）（豐田汽車公50金屬基復(fù)合材料主要應(yīng)用在以下領(lǐng)域：在航空航天、軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用在機(jī)械加工中刀具的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用在功能陶瓷中應(yīng)用陶瓷基復(fù)合材料主要由陶瓷材料為基體（玻璃、SiC、Si3N4、Al2O3等陶瓷），以纖維（如Cf、SiCf）、晶須（如SiCw）和顆粒（如SiCp、B4Cp）為增強(qiáng)體，通過適當(dāng)?shù)墓に噺?fù)合制備而成。陶瓷基復(fù)合材料（CeramicMatrixComposites,CMC）金屬基復(fù)合材料主要應(yīng)用在以下領(lǐng)域：陶瓷基復(fù)合51在航空航天、軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用（如張立同院士2004年國家發(fā)明一等獎）Cf/SiC復(fù)合材料系列噴管及其試車考核情況

在航空航天、軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用Cf/SiC復(fù)合材料系列噴管及其52在液體火箭發(fā)動機(jī)中使用的C/SiC噴管(a)法國Ariana5大型運(yùn)載火箭C/SiC擴(kuò)張段(b)西北工業(yè)大學(xué)研制的噴管擴(kuò)張段(a)(b)在液體火箭發(fā)動機(jī)中使用的C/SiC噴管(a)(b)53SiCw/Al2O3復(fù)合材料鉆頭顆粒增強(qiáng)氮化硅刀具在機(jī)械加工中刀具的應(yīng)用SiCw/Al2O3復(fù)合材料鉆頭顆粒增強(qiáng)氮化硅刀具在機(jī)械加工54工業(yè)泵冶金礦山機(jī)械軸承石化軍工電力航空清華陶瓷刀具超硬泵多數(shù)采用典型效益：幾百萬度電典型效益：4千萬/年典型效益：5千萬/年加工炮鋼典型效益：幾百發(fā)/天車缸套，效率提高3-4倍加工硬鎳鑄鐵磨煤機(jī)磨環(huán)加工高溫合金，效率提高5-10倍瓦軸，洛軸，哈軸，以車代磨，效率提高4-5倍糧食機(jī)械加工糧食磨輥，效率提高4-6倍汽車加工剎車盤、連桿、缸體和離合器等新型陶瓷刀具在十幾個行業(yè)，上千家企業(yè)應(yīng)用，給用戶和國家?guī)盹@著經(jīng)濟(jì)效益工業(yè)泵冶金礦山機(jī)械軸承石化軍工電力航空清華陶瓷刀具超硬泵多數(shù)55復(fù)合Si3N4陶瓷刀具加工冷硬鑄鐵軋輥復(fù)合Si3N4陶瓷刀具加工冷硬鑄鐵軋輥56采用復(fù)合氮化硅刀具刨大型高錳鋼零件采用復(fù)合氮化硅刀具刨大型高錳鋼零件57炮彈加工現(xiàn)場錄像炮彈加工現(xiàn)場錄像58大型水泵加工現(xiàn)場錄像大型水泵加工現(xiàn)場錄像59CMC的人工關(guān)節(jié)和齒根在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用人工骨CMC的人工關(guān)節(jié)和齒根在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用人工骨60MechanismsofbiomineralizationBiominaralizationofcollagenChemistryofMaterials15,3221–3226;2003CommentfromNatureMaterials:“Theseresultsshouldimprovetheunderstandingofcollagen-mediatedmineralizationinothercalcifiedtissues,andpointthewaytonewfunctionalmaterialsforbiomimeticengineering.”清華的工作：Mechanismsofbiomineralizatio61PorousStructureoftheMaterialsNanostructuredArtificalBoneNanostructuredartificialbone,whichisthefirstchinesenano-medicineproduct,hascomeintothemarket.Itseffectisclosetoautograftiliacbone.Morethan2000casesofbonedefectwerehealedsuccessfullyusingthisproduct.Now,itispropagandizingindomestichospitals.Artificialboneimplantedinintervertebralforamen,detectedbyX-ray.2weeksafteroperation,intervertebralfusionwasfinished(thearrow)PorousStructureoftheMateri62碳/碳復(fù)合材料（Carbon/Carboncomposites）碳/碳復(fù)合材料首先是由碳纖維制成多孔的預(yù)制體，然后采用浸漬樹脂（或瀝青）炭化，或者采用化學(xué)氣相沉積/滲透（CVD/CVI）的方式將多孔預(yù)制體中孔隙填充而獲得的。根據(jù)實際應(yīng)用構(gòu)件的形狀和使用要求，設(shè)計預(yù)制體的構(gòu)成，可以得到不同結(jié)構(gòu)的碳/碳復(fù)合材料。例如二維、三維（三維正交，三維編織）等碳/碳復(fù)合材料構(gòu)件?，F(xiàn)在正在將碳/碳復(fù)合材料表面形成SiC，可以獲得一種梯度“陶瓷碳/碳復(fù)合材料”。碳/碳復(fù)合材料主要應(yīng)用在以下