本书系《先进陶瓷丛书》之一，在综述国内外先进结构陶瓷及其复合材料研究现状的基础上，从材料学的角度，分别阐述了其结构、性能、特点及其应用，并在此基础上结合作者多年的研究成果全面系统地介绍了铁—铝金属间化合物/氧化锆陶瓷基结构复合材料的设计、制备、组织结构、性能及其相互关系等方面的研究成果，并对该类复合材料的强韧化机制进行了分析总结。读者对象

本书内容全面，结构完整，可供从事陶瓷和复合材料研究、生产及其应用开发的科技人员参考，亦可作为有关材料专业研究生用教材或参考书。

0 绪论

0.1 先进结构陶瓷

0.1.1 概述

0.1.2 先进结构陶瓷的评价技术及发展趋势

0.1.3 结构陶瓷研究需要考虑的问题

0.2 陶瓷复合材料的研究现状及发展趋势

0.2.1 陶瓷复合材料的研究现状

0.2.2 陶瓷复合材料的发展趋势

0.2.3 陶瓷复合材料的剪裁与设计

0.2.4 纳米陶瓷复合材料

参考文献

第1章 氧化锆陶瓷概述

1.1 氧化锆陶瓷的类型、性能、特点及应用

1.1.1 氧化锆增韧陶瓷

1.1.2 部分稳定氧化锆

1.1.3 四方氧化锆多晶体

1.1.4 氧化锆超塑性陶瓷

1.1.5 氧化锆传感器（PZT压电陶瓷）

1.1.6 氧化锆高温发热体

1.1.7 氧化锆离子导电材料

1.1.8 氧化锆及磷酸锆生物陶瓷

1.1.9 氧化锆压电衬槽

1.2 氧化锆陶瓷的组成与性能的关系

1.2.1 氧化锆添加含量对复合体基体力学性能的影响

1.2.2 氧化锆增韧陶瓷微观结构与断裂行为的关系

1.3 氧化锆陶瓷的发展趋势及存在问题

1.3.1 Y"para" label-module="para">

1.3.2 改进措施

1.3.3 氧化锆陶瓷的应用

1.3.4 氧化锆陶瓷的发展趋势

参考文献

第2章 氧化锆陶瓷材料的结构与性能

2.1 晶体结构

2.2 陶瓷晶体结合类型与负电性

2.2.1 晶体的结合能

2.2.2 陶瓷晶体结合的基本类型及特性

2.3 氧化锆陶瓷的结构与性能

2.3.1 单晶ZrO2的晶体结构、多型体

2.3.2 氧化锆陶瓷的性能和应用

参考文献

第3章 氧化锆陶瓷制备工艺

3.1 氧化锆陶瓷的原料及提炼方法

3.1.1 氯化和热分解法

3.1.2 碱金属氧化物分解法

3.1.3 石灰熔融法

3.1.4 等离子弧法

3.1.5 沉淀法

3.1.6 胶体法

3.1.7 水解法

3.1.8 喷雾热分解法

3.2 氧化锆陶瓷的粉料加工

3.2.1 共沉淀法

3.2.2 溶胶"para" label-module="para">

3.2.3 乳浊液法

3.2.4 蒸发法

3.2.5 超临界合成法

3.2.6气相法

3.3 氧化锆微粉的干燥

3.3.1 直接高温煅烧

3.3.2 冷冻干燥法

3.3.3 超临界流体干燥

3.3.4 溶剂置换干燥法

3.3.5 喷雾干燥法

3.4 氧化锆陶瓷的成型

3.5 氧化锆陶瓷高温烧结过程中的热力学和动力学问题

3.5.1 烧结初期的动力学特征

3.5.2 纳米陶瓷烧结特点

3.5.3 氧化锆的烧结工艺

3.6 氧化锆陶瓷的抗热震性及低温老化现象

3.6.1 氧化锆陶瓷的抗热震性

3.6.2 氧化锆陶瓷的低温老化现象

3.7 氧化锆陶瓷的烧结体材料加工

参考文献

第4章 氧化铝陶瓷概述

4.1 氧化铝陶瓷的类型和性能

4.2 氧化铝陶瓷组成与性能的关系

4.2.1 瓷料高温下的挥发

4.2.2 原料杂质对瓷料性能的影响

4.2.3 高铝瓷的组成和性能

4.2.4 红紫色氧化铝瓷

4.2.5 黑色Al2O3陶瓷的组成和性能

4.3 氧化铝陶瓷的应用、金属化及其发展

4.3.1 氧化铝陶瓷的应用

4.3.2 氧化铝陶瓷的金属化

4.3.3 高铝瓷的现状与发展

参考文献

第5章 氧化铝陶瓷材料的结构与性能

5.1 氧化铝陶瓷的晶型转变

5.1.1 γ"para" label-module="para">

5.1.2 α"para" label-module="para">

5.1.3 β"para" label-module="para">

5.2 氧化铝陶瓷中的离子排列

5.3 氧化铝陶瓷的晶体缺陷

5.4 制备过程中的物理化学

5.4.1 氧化铝陶瓷增强铁"para" label-module="para">

5.4.2 氧化铝陶瓷的热学性能和抗热震性

参考文献

第6章 氧化铝陶瓷的制备与加工

6.1 氧化铝陶瓷的原料

6.2 氧化铝陶瓷的粉料加工

6.2.1 原料的颗粒度与粉碎

6.2.2 氧化铝粉料的活性及其表面能

6.3 氧化铝陶瓷的成型

6.3.1 氧化铝陶瓷粉料的配料与制备

6.3.2 氧化铝粉料成型方案分类

6.4 氧化铝陶瓷的高温烧结过程

6.4.1 氧化铝陶瓷烧结概论

6.4.2 氧化铝陶瓷的烧结工艺方法

6.5 氧化铝陶瓷的加工

6.5.1 氧化铝晶体的塑性变形

6.5.2 氧化铝陶瓷材料的蠕变

6.5.3 氧化铝陶瓷材料的普通加工工艺

第7章 氮化物陶瓷

7.1 氮化硅陶瓷

7.1.1 概况

7.1.2 粉体制备工艺

7.1.3 氮化硅陶瓷制造工艺

7.1.4 氮化硅纤维与氮化硅晶须

7.1.5 氮化硅陶瓷的应用

7.2 赛龙

7.2.1 概况

7.2.2 赛龙分类及其特性

7.2.3 赛龙纤维

7.3 氮化铝陶瓷

7.3.1 概况

7.3.2 氮化铝粉末制备

7.3.3 氮化铝陶瓷的应用

7.4 氮化硼陶瓷

7.4.1 概况

7.4.2 氮化硼粉末制备

7.4.3 氮化硼陶瓷制造工艺

7.4.4 氮化硼纤维

7.4.5 氮化硼陶瓷的应用

7.5 氮化钛陶瓷

7.5.1 概况

7.5.2 氮化钛粉末制备

7.5.3 氮化钛陶瓷的用途

第1章 绪论

1.1 概述

1.2 基本特性

1.2.1 结构陶瓷的力学性能

1.2.2 结构陶瓷的热学性能和抗热震性

1.2.3 结构陶瓷的摩擦学

1.3 发展历史及趋势

1.3.1 结构陶瓷的发展历史

1.3.2 结构陶瓷的发展趋势

1.4 分类

参考文献

第2章 制备工艺

2.1 结构陶瓷的成形方法

2.1.1 成形前的原料处理

2.1.2 粉料成形方法

2.1.3 浆料成形方法

2.1.4 可塑成形方法

2.1.5 注射成形方法

2.2 烧结

2.2.1 烧结原理

2.2.2 烧结方法

2.3 自蔓延高温合成

参考文献

第3章 氧化物陶瓷

3.1 Al2O3陶瓷

3.1.1 Al2O3的结构和晶型

3.1.2 Al2O3粉体的制备

3.1.3 Al2O3陶瓷的制备

3.1.4 透明Al2O3陶瓷

3.1.5 Al2O3陶瓷加工及金属化处理

3.1.6 性能及应用

3.2 ZrO2陶瓷

3.2.1 ZrO2的晶型与结构

3.2.2 ZrO2粉体的制备及稳定化处理

3.2.3 相变增韧原理及ZrO2陶瓷的增韧机制

3.2.4 ZrO2增韧陶瓷

3.2.5 性能及应用

3.3 其他氧化物陶瓷

3.3.1 MgO陶瓷

3.3.2 BeO陶瓷

3.3.3 石英陶瓷

3.3.4 莫来石陶瓷

3.3.5 堇青石陶瓷

参考文献

第4章 微晶玻璃

4.1 玻璃的分相、成核与晶体生长

4.1.1 玻璃的分相

4.1.2 玻璃的成核与晶体生长

4.2 微晶玻璃的制备及强化增韧技术

4.2.1 熔融法

4.2.2 烧结法

4.2.3 溶胶"para" label-module="para">

4.2.4 强韧化技术

4.3 微晶玻璃的组成、结构及性能

4.3.1 硅酸盐类微晶玻璃

4.3.2 铝硅酸盐类微晶玻璃

4.3.3 氟硅酸盐类微晶玻璃

4.3.4 磷酸盐微晶玻璃

4.3.5 硼酸盐微晶玻璃

4.4 结构功能型微晶玻璃

4.4.1 生物微晶玻璃

4.4.2 高力学性能微晶玻璃

4.4.3 铁电与铁磁性微晶玻璃

4.4.4 透明微晶玻璃

4.4.5 磷酸盐多孔微晶玻璃

4.4.6 梯度功能微晶玻璃

4.4.7 红外微晶玻璃

4.4.8 压电微晶玻璃

4.4.9 超导微晶玻璃

参考文献

第5章 碳化物陶瓷

5.1 SiC陶瓷

5.1.1 SiC的结构和晶型

5.1.2 SiC的相图

5.1.3 SiC陶瓷的制备技术

5.1.4 SiC陶瓷的性能及应用

5.2 B4C陶瓷

5.2.1 B4C的晶体结构

5.2.2 B4C粉末的制备方法

5.2.3 B4C陶瓷的烧结致密化工艺

5.2.4 B4C陶瓷的性能及应用

5.3 TiC陶瓷

5.3.1 TiC粉末的制备技术

5.3.2 TiC陶瓷的性能及应用

5.4 WC陶瓷

5.4.1 WC的相图

5.4.2 WC粉末的制备技术

5.4.3 WC陶瓷及WC增强的复合材料的制备技术

5.4.4 WC及WC增强的复合材料的应用

参考文献

第6章 氮化物陶瓷

6.1 Si3N4陶瓷

6.1.1 Si3N4的晶体结构

6.1.2 Si3N4陶瓷粉末的制备方法

6.1.3 Si3N4陶瓷材料制备工艺

6.1.4 Si3N4陶瓷的性能与用途

6.2 赛隆陶瓷

6.2.1 赛隆陶瓷的晶体结构

6.2.2 Sialon系统相图

6.2.3 赛隆陶瓷的制造方法

6.2.4 赛隆陶瓷的性能与用途

6.3 氧氮化硅陶瓷的结构与性能

6.3.1 氧氮化硅结构

6.3.2 氧氮化硅陶瓷的烧结和性能

6.4 AlN陶瓷

6.4.1 AlN陶瓷的结构及性能概述

6.4.2 AlN的制造工艺

6.4.3 AlN陶瓷的性能与用途

6.5 BN陶瓷

6.5.1 BN的晶体结构

6.5.2 六方BN陶瓷

6.5.3 立方BN陶瓷

参考文献

第7章 硼化物陶瓷

7.1 硼化物的晶体结构与相图

7.1.1 硼化物的晶体结构

7.1.2 硼化物的相图

7.2 二硼化钛陶瓷

7.2.1 合成方法

7.2.2 致密化烧结

7.2.3 复相TiB2陶瓷

7.2.4 性能及应用

7.3 过渡金属硼化物陶瓷

7.3.1 过渡金属硼化物的制备

7.3.2 过渡金属硼化物的致密化

7.3.3 过渡金属硼化物粒子增强材料

参考文献

第8章 陶瓷基复合材料

8.1 定义与分类

8.2 纳米颗粒增强陶瓷基复合材料

8.2.1 纳米复相陶瓷的制备

8.2.2 纳米复相陶瓷的强韧化机理

8.2.3 纳米复相陶瓷的性能

8.3 晶须增韧复合材料

8.4 纤维补强陶瓷基复合材料

8.4.1 补强复合材料的主要纤维种类

8.4.2 纤维补强复合材料的制备方法

8.4.3 影响纤维补强陶瓷基复合材料性能的主要因素

参考文献

第9章 高性能陶瓷涂层

9.1 陶瓷涂层材料

9.2 陶瓷涂层的制备方法

9.2.1 热喷涂法

9.2.2 气相沉积法

9.2.3 陶瓷涂层的其他制备方法

9.3 陶瓷涂层的性能检测及其性能

9.4 陶瓷涂层的应用

9.5 新型功能涂层材料

9.5.1 梯度功能材料

9.5.2 纳米陶瓷涂层材料

参考文献

本书在简要介绍了高性能结构陶瓷的基本特点、发展历史和分类的基础上，对高性能结构陶瓷的制备技术、工艺原理和工装设备进行了较深入和系统地阐述，介绍了各种高性能结构陶瓷的性能特点和应用领域。书中引用了大量国内外最新的科学研究数据和生产实用资料，并附有相应的参考文献供读者查阅。

本书理论结合实践，叙述深入浅出，信息量大，可读性强，适合于从事陶瓷及相关材料研究和生产应用的工程技术人员和大专院校相关专业的师生阅读。

第1章先进复合材料加工技术概述1

1.1先进复合材料概述1

1.2复合材料的分类2

1.3先进复合材料的性能3

1.4先进复合材料的研发动态5

1.5先进复合材料的应用6

1.6先进复合材料的切削加工特点7

1.7先进复合材料切削加工技术的研究现状8

1.7.1复合材料切削机理的研究8

1.7.2复合材料切削刀具材料及结构参数的改进9

1.7.3复合材料特种加工技术的研究10

1.7.4复合材料表面质量评价技术的研究11

第2章复合材料的原材料122.1纤维12

2.1.1陶瓷纤维12

2.1.2玻璃纤维13

2.1.3高熔点金属纤维15

2.1.4碳纤维16

2.1.5硼纤维18

2.1.6SiC纤维19

2.1.7Al2O3纤维与铝硅酸盐纤维20

2.1.8Si3N4系纤维21

2.1.9ZrO2系纤维21

2.1.10BN系、AlN系纤维23

2.1.11芳纶纤维23

2.2晶须24

2.2.1SiCw、Si3N4w24

2.2.2钛酸钾晶须25

2.2.3硼酸铝晶须26

2.2.4氧化锌晶须27

2.2.5石墨晶须27

2.3颗粒28

2.4基体29

2.4.1聚合物基体30

2.4.2金属基体31

2.4.3陶瓷基体31

第3章复合材料的强韧性与界面行为40

3.1复合材料的增强机理40

3.1.1颗粒增强原理40

3.1.2单向排列连续纤维增强复合材料41

3.1.3短纤维增强原理44

3.2复合材料的韧性45

3.2.1材料断裂机理45

3.2.2对断裂能量的贡献49

3.2.3准临界裂纹的扩展52

3.3复合材料的界面特征与分类54

3.3.1界面特征54

3.3.2界面分类55

3.4复合材料界面的结合机理55

3.4.1力学结合55

3.4.2残余应力55

3.5复合材料的界面强度与界面行为56

3.5.1界面强度56

3.5.2界面行为59

第4章金属基复合材料62

4.1金属基复合材料的种类及性能特点62

4.1.1颗粒增强金属基复合材料62

4.1.2纤维增强金属基复合材料63

4.1.3晶须增强金属基复合材料64

4.2金属基复合材料的应用64

4.2.1应用领域及现状64

4.2.2发展方向及趋势66

4.3金属基复合材料的切削加工性67

4.3.1切削加工机理68

4.3.2已加工表面粗糙度69

4.3.3已加工表面的硬化69

4.3.4已加工表面的残余应力70

4.3.5已加工表面形貌71

4.3.6刀具材料的选用及其磨损机理72

4.4金属基复合材料的车削加工73

4.4.1钛基复合材料(TiCp TiBw)/TC4的车削73

4.4.2铝基复合材料SiCp/ZL109的车削79

4.4.3铝基复合材料Al2O3/Al的激光加热辅助车削81

4.5金属基复合材料的铣削加工82

4.5.1颗粒增强铝基复合材料的普通铣削82

4.5.2颗粒增强铝基复合材料的高速铣削85

4.5.3SiCp/Al复合材料的铣磨加工89

4.6金属基复合材料的钻削加工90

4.6.1ZL109合金复合材料的钻削90

4.6.2SiCp/Al复合材料的钻削仿真93

4.7金属基复合材料的磨削加工96

4.7.1磨削力96

4.7.2磨削表面粗糙度97

4.7.3磨削加工表面形貌98

4.8金属基复合材料的特种加工101

4.8.1激光表面处理101

4.8.2电火花加工102

4.8.3超声振动加工106

第5章陶瓷基复合材料115

5.1陶瓷基复合材料的种类及性能特点115

5.2陶瓷基复合材料的制备116

5.2.1陶瓷基复合材料的制备方法116

5.2.2陶瓷基复合材料的成型工艺119

5.3陶瓷基复合材料的应用120

5.3.1应用领域及现状120

5.3.2发展方向及趋势121

5.4陶瓷基复合材料的切削加工性123

5.5陶瓷基复合材料的车削加工123

5.6陶瓷基复合材料的铣削加工126

5.7陶瓷基复合材料的钻削加工129

5.8陶瓷基复合材料的磨削加工136

5.8.1纤维增强陶瓷基复合材料磨削机理研究136

5.8.2纤维增强陶瓷基复合材料磨削表面形貌与磨屑分析137

5.8.3磨削参数对表面粗糙度的影响140

5.9陶瓷基复合材料的特种加工141

第6章聚合物基复合材料144

6.1聚合物基复合材料的种类及性能特点144

6.2聚合物基复合材料的制备145

6.3聚合物基复合材料的力学性能148

6.3.1热固性复合材料148

6.3.2热塑性复合材料149

6.4聚合物基复合材料的应用150

6.4.1聚合物基复合材料在航空航天工业上的应用151

6.4.2聚合物基复合材料在其他工业产品上的应用151

6.5聚合物基复合材料的切削加工152

6.5.1聚合物基复合材料的常规机械加工方法152

6.5.2聚合物基复合材料的特种加工方法153

6.5.3聚合物基碳纤维复合材料的切削加工153

6.5.4聚合物基玻璃纤维复合材料的切削加工154

6.5.5聚合物基复合材料的钻削分层对策及钻削优化试验156

6.5.6CFRP复合材料制孔过程仿真与试验分析160

第7章碳/碳复合材料1697.1碳/碳复合材料概述169

7.2碳/碳复合材料的制造工艺170

7.2.1预制件的制造170

7.2.2碳/碳的致密化工艺173

7.2.3石墨化175

7.3碳/碳复合材料的性能及应用175

7.3.1碳/碳复合材料的性能175

7.3.2碳/碳复合材料的应用177

7.4碳/碳复合材料的切削加工178

7.4.1碳纤维复合材料的切削加工工艺178

7.4.2切削工艺对复合材料表面质量的影响181

7.4.3碳/碳复合材料切削加工实例182

7.4.4碳/碳复合材料的特种加工技术185

7.4.5复合材料表面质量评价186

第8章复合材料高效加工刀具技术187

8.1复合材料的孔加工刀具187

8.1.1碳纤维复合材料的孔加工187

8.1.2芳纶纤维、纸蜂窝及其夹层结构复合材料的孔加工189

8.1.3山特维克可乐满复合材料孔加工刀具191

8.1.4伊斯卡复合材料孔加工刀具192

8.2复合材料的铣削加工刀具193

8.2.1碳纤维复合材料的铣削加工刀具193

8.2.2芳纶纤维、纸蜂窝及其夹层结构复合材料的铣削加工刀具195

8.3复合材料的车削加工刀具197

8.4加工复合材料的类金刚石涂层刀具198

8.4.1类金刚石涂层198

8.4.2DLC涂层刀具加工实例199

8.4.3加工碳纤维复合材料用整体硬质合金涂层刀具199

8.5复合材料加工刀具面临的挑战200

参考文献201