铝热反应合成纳微米纤维补强蓝宝石基自增韧陶瓷研究

本立项以氧化铝/氧化物共晶陶瓷体系为基本材料体系，以化学体系绝热温度≥3000℃为反应热力学条件，在铝热剂中添加相应成分、含量的氧化物组元，建立系列化学合成体系，在高离心力（≥200G）下引发铝热氧化-还原反应，形成高温陶瓷熔体，通过调整离心力施加超高压条件，以外源加热冷却调整陶瓷熔体温度，进行材料高温高压合成与近净成型制备，深入研究材料合成热力学、动力学及远离平衡态下晶体生长机理，控制晶体生长、材料内部缺陷、蓝宝石棒晶几何参数、各增韧组元体积分数与分布，优化材料化学合成体系与制备工艺，制备出纳微米纤维补强蓝宝石基自增韧复合陶瓷；同时，根据力学性能测试与力学行为分析，探讨材料微观结构与裂纹桥接、偏转之间的力学本构关系，定量分析裂纹连接与扩展过程，建立裂纹扩展的R-阻力曲线方程，寻求具有不同尺度多级增韧之最佳协同作用的材料细观力学结构，实现材料结构优化设计与精细微观结构控制。