引言：0年初，西北工业大学研制的国产陶瓷基复合材料整体涡轮盘成功完成首次空中验证（阅读原文），虽至成熟应用可能尚有时间，但也是国产化一大突破。由此想起6年前（年6月）也曾申报过陶瓷材料的某院基金（未获支持），特搜刮出来以再自习之，并飨相关爱好者。由于编写时仓促，一些数据未及考证，或有错误，仅供参考。
正文
1、研究目标：1.1研制开发一种用于制造超塑/等温成形设备上的超高温加热平台的陶瓷基复合材料，其强度和韧度满足工作要求，且成本相对较低,并形成该材料及其产品件性能稳定性和可重复性制备的工艺规范。1.研究不同增韧配方和不同工艺方法对陶瓷基材料热力学性能和机加工性能的影响规律，建立不同设计条件下的材料性能基础数据库。初步建立纤维、晶须或颗粒和陶瓷基体的微观组成与宏观力学性能的本构模型。1.3在试验和数值模拟结合基础上建立改善陶瓷基材料加热平台性能的工艺优化算法，最终提出一种超高温加热平台的较佳制备工艺。1.4研究拓展该陶瓷基材料在航空航天、汽车，特别是民用领域的应用可能性，提出适应不同专用零部件工作要求的材料制备工艺设计方案，进行初步探索。、技术指标和考核指标：
加热板最大尺寸：约Kg；温度指标：—℃±10℃；陶瓷基复合材料性能指标：①高温蠕变率：30Mpa下持续h，②高温耐压强度：Mpa，③高温抗弯强度：90Mpa，④室温断裂韧性：5.0(MPa?m0.5)，⑤热稳定性（热震性）：连续水冷循环40次无破裂，⑥洛氏硬度：≥80HRA。3、研究意义：
3.1.目前国外的超塑性和等温成形设备及工艺比较成熟，我国相对落后，特别是在超高温（℃以上）成形技术方面甚至是空白。尽快实现该技术设备的国产化是打破国外垄断的关键和迫切，对于国防等领域具有特殊意义。
超塑性/等温成形设备的关键技术之一是加热板的选材和设计，它不仅是加热部件（内部穿插加热元件），而且还是承载部件。因此它的高温性能较高，不仅要求较优秀的高温强度和抗氧化性，而且超塑性成形时间较长，还要求其有较好的抗蠕变性能。由于一般超塑性材料的成形温度都在℃以下，一般采用耐热钢S和高温合金K3等金属材料和陶瓷材料；但是适合在℃以上的平台金属材料较少，一般使用极限为℃，像钼基TZM合金虽然使用温度可以达到℃，但是必须在真空状态下使用。因此超高温成形平台使用金属合金成本巨大，而陶瓷基复合材料的强度高、硬度大、耐高温、抗氧化、抗磨损好、耐化学腐蚀性等优点是一般金属材料、高分子材料等无法比拟的，是目前材料领域研究的前沿技术。而我国的陶瓷基复合研究也还相对落后，开发适用于℃以上陶瓷加热平台，是解决超塑性设备制造的关键技术。
3..提供一类性价比优良的改进型陶瓷基复合材料，对于降低超塑/等温成形设备制造成本，从而推动先进设备的普及具有重要意义。
陶瓷基复合材料到目前为止其应用范围仍然非常有限，除材料性能有待于进一步提高外,其制造成本是其推广使用的最大瓶颈,因此材料的低成本制造技术将是今后的一个重要研究方向。要降低成本首先在原材料上要尽量选取已工业化批量生产的材料,在性能允许的范围内优先使用低价格材料。从这一点来说,非连续纤维增强陶瓷基复合材料更容易满足低成本要求。其次要尽量减少材料的后加工,陶瓷材料的后加工在其成本中占有大的比重,因此,在制备过程中要选择适当的近形制造方法,以减少后加工量。
我们针对超塑/等温成形设备设计开发的陶瓷基材料希望成本控制在.0/kg以内，最小期望成本估算在.0/kg，这与耐热钢的成本相当，由此不但解决了平台材料的自主生产，而且将整个超塑/等温成形设备的成本降低，更利于该设备的推广和普及，从而推动国内航空等相关行业的整体水平。
3.3.积累大量陶瓷基复合材料的基础研究数据和经验，对于***院在陶瓷基领域的起步和拓展研究具有重要意义。自年代精密陶瓷业产生后，机械性能的大幅改进使得陶瓷材料渗透到世界的每一个角落，从洗手间的马桶到太空船驾驶舱的隔热板都可见到其踪迹。而随着近年来纳米科技的发达，陶瓷业也开展出另一个新技术时代，同步进入“纳米陶瓷”的局面。陶瓷材料在航空航天、汽车、能源、医疗、IT等产业领域大显身手。
各国的研究也突飞猛进，日本陶瓷产业占了日本所有传统产业的50%，二十世纪90年代，日本首先提出一种称为梯度材料的功能材料，为陶瓷新材料的复合提供了另一条途径。从年开始，美国先进陶瓷协会与美国国家能源部更联合资助了为期0年的美国先进陶瓷发展计划，目前美国格鲁曼公司正在研究大气层超音速飞机发动机的陶瓷材料进口、喷管和喷口等部件，杜邦公司（DuPont）也已研制出能承受℃-℃、使用寿命h的陶瓷基复合材料发动机部件。欧洲各国目前也投入大量资金和人力发展功能陶瓷与高温结构陶瓷两方面，目前研究的重点在于发电设备中应用的新型材料技术，如陶瓷活塞盖、排气管里衬、涡轮增压转及燃气轮转。
综上所述，我国的研究尚处于起步阶段，虽然较国外相对落后，但是目前陶瓷材料尚有大量技术瓶颈未得到解决，从而限制了它的推广和使用，例如其高额成本问题、制备过程中的不可重复性问题、陶瓷零件的设计准则问题都未得到很好的解决。因此抓住契机，借助国外的先期研究成果，自投入一定的经费研究，可以后来居上，或在某一关键技术获得突破进展，或在某一领域有所创新，对于***院本身都具有重要意义，可开辟研究领域和技术市场。
4、创新性
4.1在国内首次提出开发℃以上的超塑/等温成形装备陶瓷基复合材料加热平台，最高使用温度可达℃。可以应用于Ti-Al基金属间化合物、Nb-Si基超高温合金、陶瓷基复合材料等超高温材料的超塑性/扩散成形；也可满足℃左右的Ni基高温合金粉末盘成形、钛合金的等温成形。
4.通过试验和数值模拟结合方法建立陶瓷基材料性能及其产品结构件的工艺优化算法，可建立标准化制备工艺规范（可操作性），不仅材料性能满足要求（精密），而且具有可重复性（稳定），制备时间缩短（短流程），低成本高生产率是创新之一。
4.3提出适用于陶瓷基复合材料的多元增韧制备方法，实现两种纤维、晶须或颗粒补强剂同时弥散的复合材料方案，从而大大提高材料的强度和韧性，是一种创新性探索。
5、国内外技术发展趋势与水平分析5.1超高温超塑/等温成形设备高马赫飞行器的飞行速度较以往飞行器大幅提升，更加恶劣的使用环境对产品结构性能提出了更高的要求：首先结构材料必须承受更高的使用温度（～1℃）；其次必须使用轻质材料与轻质结构。Ti-Al基金属间化合物正是这样一类理想材料，其可成形出轻量化结构，如高马赫飞行器上的进气道、翼舵和舱体口盖等典型结构件，能有效提高这些结构的耐热性，大幅减轻产品重量。由于Ti-Al基金属间化合物的加工性能特殊，一般采用超塑成形（SPF）技术，对应配备超塑成形设备。美、法、英都有专业的热成形及SPF装备制造公司，法国的ACB是一家较大的钣金装备制造公司，为多家航空航天企业研制了专业SPF设备，于年研制了一台8kN的SPF设备，台面尺寸.3m×5.3m。英国CHESTER公司为英国宇航系统公司、波音公司及SUPERFORM公司，美国的MURDOCK、WHITE等公司也生产了较多的热成形-SPF设备。我国从上世纪八十年代后期才开始逐渐申请超塑性和超塑成形技术专利，其中哈工大、****院、吉大、航空制造工程研究所等科研机构在超塑成形领域代表了国内水平。国内主要通过改造通用压机用于SPF和SPF/DB的试验研究，即在通用液压机的基础上，自行设计制造加热系统、气源系统和控制系统。同时，各主机厂所先后从欧美等国引进了多台SPF专用设备。其中，中航工业进口了法国ACB公司生产的8kN超塑成形专用设备；航天科工集团从法国ACB进口了一台0kN热成形/超塑成形复合成形机。铝合金、钛合金、高温合金等合金的成形，其超塑成形温度要求一般都在℃以下，常规超塑成形设备都可满足要求。但是金属间化合物的超塑性成形温度要在℃左右，这要求加热平台最高温度应不低于℃，因此要求设备具有更好的高温能力，例如常规设备的加热板一般采用的金属或普通陶瓷材料就无法满足高温要求，必须重新选材和设计。对于超高温超塑成形装备，目前国外尚无相关报道，国内曾多年前支持了该类设备开发，但是对于℃设备的指标相对较保守和低，本项目是对其研究内容的一个研发深度的补充。
5.超高温加热平台的选材及设计金属超塑成形一般要在较高的温度条件下进行，且成形速度慢，成形的时间一般都在1-小时之间，因此加热平台材料必须要求有足够的高温强度、抗氧化性和抗蠕变能力。按温度范围常用的金属材料可分为3类：①第1类是常规的热作模具钢，如：5CrNiMo、3CrW8V、H13等，在℃下使用。
②第类是最高使用温度在℃左右的包括Ni基和Ni3Al基高温合金。如欧美的IN1OO、MAR-M-00、X-40、Udimet、InconelC以及As—troloy，IN一，Waspoloy，AF1DA等，俄罗斯的)KC6K、)KC6Y、I／IIIIB一1、I／IIIB、JI以及中国的K3、MX46等。
③第3类是温度超过℃，包括某些高温合金及其它高温材料锻造时用的(如某些变形Ni基高温合金以及金属间化合物)铸造Ni基高温合金、难熔金属合金(主要有钼基合金以及钨基合金)。
以上金属合金的最佳使用温度一般不超过℃，对于Ti-Al基金属间化合物的设备加热平台最高温度℃的使用要求，目前只有TZM合金是可选的几种金属合金之一，但是由于钼基TZM合金的抗氧化性很差，在温度超过45度时就发生严重的氧化，必须采用真空封闭装置或采用氩气氛保护。另外由于TZM合金存在韧一脆转变温度，在使用过程中要控制模具的加热速率，使用低频感应加热，从而使生产周期延长。我国目前还不具备全封闭等温锻造设备，使用TZM合金，不仅要付出高昂的成本，还需同时发展相应的大型全封闭锻造设备的制造技术，根本不符合我国国情。陶瓷材料具有强度高、硬度大、耐高温、抗氧化、高温下抗磨损好、耐化学腐蚀性优良等优点，这些优异的性能是一般金属材料、高分子材料等所不具备的。但由于陶瓷材料本身脆性的弱点，作结构材料使用时缺乏足够的可靠性。因而改善陶瓷材料的脆性已成为陶瓷材料领域亟待解决的问题之一，由此通过颗粒弥散增韧和纤维及晶须增韧等来改善陶瓷材料力学性能的陶瓷基复合材料（CMC）是目前材料领域的重点方向。
陶瓷基体材料主要以结晶和非结晶两种形态的化合物存在，按照组成化合物的元素不同，可分为氧化铝、氧化锆、氮化硅、氮化硼、碳化硼陶瓷基。陶瓷基复合材料目前应用重点还是航空航天发动机和军事领域，其主要障碍来自价格和可靠性方面。近0年来,世界各工业发达国家对于发动机用高温结构陶瓷复合材料的研究与开发??直十分重视,相继制定了各自的国家发展计划,并投人了大量的人力、物力和财力,对这一新型材料寄予厚望。如美国NASA制定的先进高温热机材料计划(HITEMP)、DOE/NAsA的先进涡轮技术应用计划、美国国家宇航计划(NASP)、美国国防关键技术计划以及日本的月光计划等都把高温结构陶瓷基复合材料作为重点研究对象,其研制目标是将发动机热端部件的使用温度提高到℃或更高,从而提高发动机涡轮进口温度,达到节能、减重、提高推重比和延长寿命的目的。其还应用于发动机高速轴承、活塞、密封环阀门导轨等要求转速高和配合精度高的部件。法国将CVI法SiC/Cr用于狂风战斗机M88发动机的喷嘴瓣及将SiC/SiCr用于幻影战斗机涡轮风扇发动机的喷管内调节片。
此外,有许多陶瓷基复合材料的发动机高温构件正在研制之中。如美国格鲁曼公司正研究大气层高超音速飞机发动机的陶瓷材料进口、喷管和喷口等部件;美国碳化硅公司用Si34N/SiCw制造导弹发动机燃气喷管;杜邦公司研制出能承受~℃、使用寿命h的陶瓷基复合材料发动机部件等。目前导弹、无人驾驶飞机以及其它短寿命的陶瓷涡轮发动机正处在最后研制阶段,美国空军材料实验室的研究人员认为,~℃发动机陶瓷基复合材料已经研制成功。由于提高了燃烧温度,取消或减少了冷系统,预计发动机热效率可从目前的6%提高到46%。英国罗-罗公司认为,未来航空发动机高压压气机叶片和机匣、高压与低压涡轮盘及叶片、燃烧室、加大燃烧室、火焰稳定器及排气喷管等都将采用陶瓷基复合材料。
综上所述，陶瓷基复合材料具有广泛的应用范围和前景，专家估计在今后几年中工程陶瓷基复合材料的增长速率将比金属材料高七倍,作为普通工业领域,陶瓷基复合材料应用于切削刀具、阀及阀座、泵衬及挤压模具等，我们在此领域抓紧进行拓展和发展是十分必要的。
5.3陶瓷基复合材料的在增韧技术上的研究进展
陶瓷虽然具有作为发动机热端结构材料的十分明显的优点,但其本质上的脆性却极大地限制了它的推广应用。为了克服单组分陶瓷材料缺陷敏感性高、韧性低、可靠性差的缺点,材料科学工作者进行了大量的研究以寻找切实可行的增韧方法。增韧的思路经历了从“消除缺陷”或减少缺陷尺寸、减少缺陷数量,发展到制备能够“容忍缺陷”,即对缺陷不敏感的材料。目前常见的几种增韧方式主要有：
?相变增韧
?颗粒(晶片)弥散增韧
?晶须(短切纤维)复合增韧
?连续纤维增韧补强等。
此外还可通过材料结构的改变来达到增韧的目的,如自增韧结构、仿生叠层结构以及梯度功能材料等，连续纤维增强陶瓷复合材料是目前最重要的一类高温结构陶瓷。
①非连续纤维增强陶瓷基复合材料
颗粒弥散及晶须复合增韧CMC制备工艺较简单,可明显提高陶瓷材料的抗弯强度和断裂韧性。将颗粒、晶须等增强物加入到基体材料中,由于两者弹性模量和热膨胀系数的差异而在界面形成应力区,这种应力区与外加应力发生相互作用,使扩展裂纹产生钉扎、偏转、分叉或以其它形式(如相变)吸收能量,从而提高了材料的断裂抗力，表列出了一些具有代表性的颗粒弥散及晶须复合增韧陶瓷基复合材料的力学性能。对于高温下使用的颗粒弥散及晶须复合增韧陶瓷基复合材料,就基体而言首选材料仍是Si3N4和SiC。在高温下它们的表面会形成氧化硅保护层,能满足℃以下高温抗氧化的要求。
②连续纤维增强陶瓷基复合材料
与其它增韧方式相比,连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFCC)具有较高的韧性,当受外力冲击时,能够产生非失效性破坏形式,可靠性高,是提高陶瓷材料性能最有效的方法之一。CFCC的研究始于年S1R1Levitt制成的高强度碳纤维增强玻璃基复合材料。70年代中期,日本碳公司(NipponCarbonCo.)高性能SiC连续纤维Nicalon的研制成功,使制造纯陶瓷质CFCC成为可能。80年代中期,E1Fitzer等用化学气相沉积法制备出高性能的Nicalon纤维增强SiC基陶瓷复合材料,有力地推动了CFCC的发展。十几年来,世界各国尤其是美国、日本、欧共体等都对CFCC的制备工艺及增韧机理进行了大量的研究,取得了一些重要成果,少数材料已达到实用化水平。下表为单组分陶瓷与连续纤维增强陶瓷基复合材料性能的比较。
目前用于增强陶瓷基复合材料的连续纤维主要有SiC纤维、C纤维、B纤维及氧化物纤维等，C纤维的使用温度最高,可超过℃,但只能在非氧化气氛条件下工作。对于C纤维增强陶瓷基复合材料高温下的氧化保护问题,国际上目前尚没有完全解决。除C纤维外,其它纤维在超过℃的高温下均存在强度下降问题（纤维热损伤）。CVI工艺虽然可解决制备过程中的这一问题,但成本十分昂贵,且材料在高温下使用时仍会面临纤维性能退化的问题。从发展趋势上看,非氧化物/非氧化物陶瓷基复合材料中,SiC/SiCf、Si3N4/SiCf仍是研究的重点,有望在℃以下使用；氧化物/非氧化物陶瓷基复合材料由于氧化物基体的氧渗透率过高,在高温长时间的应用条件下几乎没有任何潜在的可能；能满足℃以上高强和高抗蠕变要求的复合材料,最大的可能是氧化物/氧化物陶瓷基复合材料。
连续纤维增强陶瓷基复合材料虽然在力学性能上具有一定优势,但是连续纤维的生产、排布和编织等工艺复杂,复合材料的成型和都很困难,复合材料强度较低,成本高昂。同时,高性能的耐高温陶瓷纤维问题至今尚未完全解决,这都极大地限制了它的推广应用。
③层状陶瓷基复合材料
近年来,人们模拟自然界贝壳的结构,设计出一种仿生结构材料———层状陶瓷复合材料,其独特的结构使陶瓷材料克服了单体时的脆性,在保持高强度、抗氧化的同时,大幅度提高了材料的韧性和可靠性,因而可应用于安全系数要求较高的领域,为陶瓷材料的实用化带来了新的希望。
5.4陶瓷基复合材料的制备和烧结：目前陶瓷基复合材料料的制造方法很多，大致可分为以下几类：①溶胶-凝胶和聚合物热解法这种方法主要用于制备氧化物陶瓷基复合材料，它是由液态溶胶通过水解反应脱水和聚合物形成凝胶，凝胶经干燥和裂解形成无机氧化物陶瓷基体。该法具备的优点是在单相基体中能使其化学成分达到十分均匀；能制造成分均匀、多相的陶瓷基体；对纤维预制体很容易进行浸渗；烧成温度低，一般不超过度，这比传统的烧成温度要低几百度。该法目前主要存在的问题是致密化周期较长，制品空隙率较高，基体在高温裂解过程中收缩率较大，容易产生裂纹和气孔。②浆料浸渗法和混合法（粉末工艺）浆料浸渗法目前在制造长纤维补强玻璃和玻璃陶瓷及低熔点陶瓷复合材料上应用最多，并且最有效。但是此法对现在所用的一些非氧化物陶瓷却不十分有效，还有一大缺陷就是只能制作一维或二维纤维补强的复合材料，再加上热压烧结等工艺方面的限制’也只能制作一些形状简单的结构件。③粉末烧结法这种制备方法可分为反应烧结法、烧结助剂烧结法、热压烧结法以及热等静压烧结法，其共同特点是使用陶瓷超细粉末，经浇注、模压、挤压或等静压成型后在高温下通过晶界液相传质最终烧结成型。其局限性在于补强纤维在烧结成型过程中损伤严重，补强增韧效果差，复合材料综合性能低，不能制备形状复杂的复合材料制品。④熔体浸渗法这种方法在金属基复合材料方面得到了广泛应用，并且卓有成效。迄今在陶瓷基复合材料方法所做的工作仍不多，还未得到足够的重视。这种方法的主要优点能一次形成致密且基本无缺陷的基体；预成型件与最终产品之间尺寸变化极小；可获得复杂形状的零件，并能在一定程度上保持纤维固架的形状和纤维的强度。一般采用加压浸渗提高速度，并改善熔体与纤维之间的润湿。⑤化学气相渗透法
利用反应气体渗透到纤维预制件内外并在高温下反应或热解成涂层基体的。其优点是可以沉积多种材料的基体，如硅化物、硼化物、碳化物、氮化物、氧化物等。高温材料可以在低温下制造，无需加压，不会损害纤维，可制造形状复杂的部件，因此是制造连续纤维增补强陶瓷基复合材料的一种先进技术。该工艺的不足之处是沉积速度慢，生产效率低。6、现有工作基础及开发能力（1）研究基础及依托课题：
近年来在国家和有关方面的支持下，在多个工业领域建立了生产线示范工程....同时我们承担了与xxxx公司的横向项目，通过合作的深入将成为我课题组重要的试验基地、生产基地和项目孵化基地。
***院负责内容为加热系统平台设计，加热板采用硅线石陶瓷（非陶瓷基复合材料）。下表为硅线石烧结的原料配比，烧结工艺及烧结后的性能测试参数。为增强加热板的高温力学性能，延长其使用寿命，在其基体基础上进行增韧处理是必要的，也正是本课题深入研究的目的。
（）合作研究单位的基础优势：
****院是最早从事超塑性研究的单位之一，也是原超塑技术委员会的依托单位。历史悠久，经验丰富，拥有一支老中青相结合的超塑性研究队伍，人才结构合理。
淄博****公司是与日本旭硝子陶瓷株式会社共同投资组建的中外合资企业，公司主要从事耐火材料、日用陶瓷、机械设备等系列产品的研发和生产经营。主导产业耐火材料形成了为电子、液晶、浮法、玻纤、瓶罐玻璃窑炉及冶金、炼铝等行业窑炉综合配套的规模化生产能力，国家级新产品—新型骨质瓷被钓鱼台国宾馆选定为“国宴用瓷”......
常州***公司是一个集科工贸于一体的现代化企业，拥有自主进出口业务经营权，是中国矿业大学研发生产基地。公司的主要管理、技术和生产骨干，由原煤科总院常州科研试制中心从事多年设计、生产、质量控制的专业人员组成，具备较强的自主研发和生产能力。公司生产的悬浮式单体液压支柱等主导产品保持行业领先优势，矿用产品已广泛应用于全国各大矿业集团及煤矿。
（3）研发人员基础：
课题组共有研发人员6名，其中研究员名、高级工程师1名、工程师名、在读硕士研究生1名。主要研发人员：李xx，主要从事高性能轻合金材料及塑性加工技术研究工作。刘xx，主要研究方向：热成形工艺全过程数值模拟与微观组织预测。杨xx，近年来研制了脉冲大电流电磁成形设备和电磁爆炸喷涂设备。7、研究内容、技术关键，拟采取的技术方案与措施（1）研究硅线石陶瓷基体的制备工艺（缩比试样）：：
原料的选择和配比：70莫来石红柱石α-AlO3双峰α-AlO3氧化锆微粉苏州土66#锆英粉木质素溶液板状刚玉粉煅烧氧化铝微粉硅溶胶木质素溶液甲基纤维素
烧结工艺（以溶胶-凝胶法、熔体浸渗法为主）：
?压制方法：等静压或机械压制?成型压力及保压时间：**MPa左右
?电炉温度：1***—1***℃
?烧结时间：**h以上
：
①原料的选择和配比，关键在于基质与骨料的比例关系，以及颗粒最大粒径的控制。
②进行毛坯成型。
③进行烧结。
④取样进行试制样品的成分和性能分析。
?烧结后的成分组成
?耐压强度
?抗折强度
?热震性能：水冷/空冷
?气孔率/密度
⑤评估是否满足工作要求，重新配比和改进工艺。重复①-④步骤。
⑥至少10组以上方案，之后总结分析，利用正交优化算法得出硅线石陶瓷基体制备工艺的规律，并得出最佳工艺。
（）在硅线石陶瓷基体上，研究不同增韧工艺下形成的陶瓷基复合材料制备工艺（缩比试样）：：
①增韧方案（以颗粒、晶须、连续纤维为主）
②超高温纤维材料（以氧化铝为主，纳米材料成本较高暂不考虑）
③不同增韧剂多元组合效果，从一元补强、双元混杂复合向多元混杂。
④材料制备的可控性、稳定性及可重复性（严格技术标准）
⑤陶瓷基复合材料的界面结合方式（基体与补强剂之间）
?改变补强剂的表面性质。多用化学手段控制界面，目的防止补强剂与基体之间的反应，从而获得最佳的界面力学特性，改善纤维与基体之间的结合力。?涂层技术。可分为喷镀和喷射等。目的是防止成形过程中纤维与基体的反应，调节界面剪切破坏能量以提高剪切强度。?向基体添加特定的元素。
：
①陶瓷基体的配方准备
②增韧材料选择和增韧方案设计
③进行烧结。
④取样进行试制样品的成分和性能分析，对比增韧前后的改善程度。
⑤评估是否满足工作要求，重新配比和改进工艺。重复①-④步骤。
⑥至少10组以上方案，之后总结分析，利用正交优化算法得出陶瓷基复合材料的制备工艺规律，并得出最佳工艺。
⑦按最佳工艺，重复制备样件3-6件，对比个样件的性能差异，分析原因并总结。制定材料制备稳定的技术规范。
（3）研究大型陶瓷基复合材料加热平台的设计和制备工艺：：
①平台结构设计（加热孔数、分布、）
②T型槽压板选材及设计
③密集型加热孔的抽芯工艺和烧结
④加热平台的无损检测和性能评估
：
①陶瓷基复合材料准备
②根据功率设计平台结构和加热孔分布
③T型槽设计
④平台加热板毛坯制备，加热孔抽芯
⑤整体进行烧结。
⑥取样进行性能分析，缺陷检测
⑦评估是否满足工作要求，改进工艺，重复步骤。
（4）研究陶瓷基复合材微观组成与宏观力学性能的本构模型建模方法：：
①陶瓷基复合材料的微观变量设计和描述（如成分、晶粒度、）
②材料的微观分析金相试验
③数据规律分析，宏/微观耦合本构模型的设计
④模型的本构参数的识别算法
⑤本构模型在Deform中的嵌入及可靠度验证
：
①针对不同陶瓷基材料的制备方案，进行取样并金相分析
②建立宏/微观耦合本构模型，并参数识别
③本构模型嵌入Deform，按某试验变形条件进行计算
④模拟结果与实验测试结果对比分析，修正模型
⑤在可靠本构模型基础上，进行变形计算，得到某复合材料的使用极限参数
（5）总结研究成果，建立不同设计条件下的材料性能基础数据库；建立改善陶瓷基材料加热平台性能的工艺优化算法。8、经济效益分析本课题提供的超高温加热平台将为高马赫数飞行器复杂构件超高温成形装备提供技术保障；除在飞行器构件成形制造领域应用之外，本课题依托的超塑成形工艺与装备还可用于载人航天、探月工程、国产大飞机、高铁、汽车等领域的零部件成形制造，具有广阔的应用前景。
据《中国商飞公司市场预测年报（-）》预测，未来0年中国的航空公司将有约4,架的新机交付，中国客机机队占全球机队的比例将从现在的8%上升至14%，市场价值超过5,亿美元。假设发动机价格为整机价格的5%，国产发动机市场占有率40%测算，未来0年国产客机整机增长带动的国产航空发动机需求额为亿美元。
通过本课题的研究开发，填补我国高马赫数（大于3倍声速）飞行器复杂构件生产过程的超高温成形关键设备部件的空白，缩短与国外先进水平的差距，满足耐高温复杂构件等温预成形和超塑成形/扩散连接制造需求，带动发动机需求的上升。成果可用于载人航天、探月工程、国产大飞机、高铁、汽车等领域的零部件成形制造，具有广阔的应用前景。
此外，我单位可与淄博*****公司和常州*****公司形成固定合作关系，保证设备的质量和可靠性，从而获得行内认可，成为稳定的供货单位。
9、经费预算10、计划进度（按季度编制）①硅线石陶瓷基体原料的选材和配比研究②硅线石陶瓷基体的烧结工艺设计①硅线石陶瓷基体小样件的烧结试验②陶瓷基体小样件的性能测试和分析①确定硅线石陶瓷基体的标准制备工艺②陶瓷基复合材料的增韧方案和烧结工艺设计①陶瓷基复合材料的增韧纤维制备、②陶瓷基复合材料的小试样烧结试验①陶瓷基复合材料小样件的性能测试和分析②制定硅线石陶瓷基复合材料的标准制备工艺③研究陶瓷基复合材料的宏/微观本构模型建模①完成硅线石陶瓷基复合材料超高温加热平台的设计②研究陶瓷基复合材料的有限元数值模拟方法①进行超高温加热平台产品件的制备和烧结②产品件的检测及工艺优化①制定硅线石陶瓷基复合材料超高温加热平台的标准制造工艺②完成指标结语：一鼓作气，再而衰，三而竭。国企例来不乏有为技术预研及人才储备超前布局呐喊者，然对于领导们只能是对牛弹琴。当项目机遇突然到手之时，只能从0开始，在摸索中缓行，为了结题而草草结题，终难以形成核心技术。不当鉴乎？！预览时标签不可点收录于合集#个上一篇下一篇