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CMC-ZrO2

氧化锆增韧氧化铝陶瓷(ZTA)
复合材料陶瓷基复合材料
数据完整度
65

氧化锆增韧氧化铝陶瓷(ZTA)。性能数据为类级典型值,绑定纤维体积分数与铺层,选材后须按实际层合板复测。

别名 / 旧代号CMC-Al2O3-ZrO2
英文名
Zirconia toughened alumina (ZTA)

按已录入性能数据的属性指纹计算,仅供初筛

怎么读数值:≥ / ≤标准保证值,可当验收依据典型值手册 / 厂商常见值,仅供参考置信度 A–FA 已核原文 · D 手册值 · F 公认常数

关键性能速览

层合板数值依附于纤维体积分数与铺层方向,用前请核对下方说明;带 ≥ / ≤ 的是保证值
抗拉强度 Rm
300MPaC23 ℃
弹性模量 E
300GPaC23 ℃
密度 ρ
4.1g/cm³C23 ℃
抗压强度
—
导热系数 λ
—
线膨胀系数 α
8.5×10⁻⁶/KC纵向 L · 23 ℃

热处理状态与交货状态

C固化态(热压罐)默认
工艺
热压罐固化
说明
状态参数族级沿用(GFRP-UD 同口径)

力学性能

弹性模量 E300GPa
23℃
300GPa典型值C不建议用于设计COMPOSITE-CLS#TYP
★ 复合材料性能随 Vf、铺层、固化制度与纤维批次显著变化(同标称层合板 Rm 可差 ±15%);选材后必须按实际层合板做 ASTM D3039 / GB/T 3354 验证,本条不可直接作为设计许用值
类级典型值(同一纤维/基体/Vf 与铺层的代表值),非特定批号实测
抗拉强度 Rm300MPa
23℃
300MPa典型值C不建议用于设计COMPOSITE-CLS#TYP
★ 复合材料性能随 Vf、铺层、固化制度与纤维批次显著变化(同标称层合板 Rm 可差 ±15%);选材后必须按实际层合板做 ASTM D3039 / GB/T 3354 验证,本条不可直接作为设计许用值
类级典型值(同一纤维/基体/Vf 与铺层的代表值),非特定批号实测

物理性能

密度 ρ4.1g/cm³
23℃
4.1g/cm³典型值C不建议用于设计COMPOSITE-CLS#TYP
★ 复合材料性能随 Vf、铺层、固化制度与纤维批次显著变化(同标称层合板 Rm 可差 ±15%);选材后必须按实际层合板做 ASTM D3039 / GB/T 3354 验证,本条不可直接作为设计许用值
类级典型值(同一纤维/基体/Vf 与铺层的代表值),非特定批号实测

热性能

线膨胀系数 α8.5×10⁻⁶/K
20~100℃·纵向 L
8.5×10⁻⁶/K典型值C不建议用于设计COMPOSITE-CLS#TYP
★ 复合材料性能随 Vf、铺层、固化制度与纤维批次显著变化(同标称层合板 Rm 可差 ±15%);选材后必须按实际层合板做 ASTM D3039 / GB/T 3354 验证,本条不可直接作为设计许用值
纤维方向线膨胀系数;横向 CTE 通常大 3~5 倍

工艺适用性

「适用」= 常规设备即可做;「受限」= 能做但需附加条件;「不宜」= 技术上可行但不推荐;「不涉及」= 该工艺对本类材料不成立,收起在下方。

共 8 项工艺适用7受限1
热压罐固化烧结与固结适用
工艺参数
热压罐 0.6 MPa、升温 1~3℃/min 至 120~180℃、保温 90~180 min
预期效果
低压固化、孔隙率最低(<1%),是航空结构的标准工艺
限制
★ 升温过快会因树脂流动不均产生富树脂与孔隙;降温速率影响残余应力
置信
D
化学气相沉积(CVD)烧结与固结适用
工艺参数
CVI 1000~1100℃ 沉积 SiC 基体,或 PIP 浸渍-裂解循环 6~10 次
预期效果
在纤维预制体内形成陶瓷基体,实现非脆性断裂
限制
★ 致密化周期长、孔隙率难降到 5% 以下,残余孔隙是强度分散的主因
置信
D
纤维缠绕成形适用
工艺参数
湿法/干法缠绕,张力 20~100 N,芯模旋转+丝嘴往复
预期效果
连续纤维按测地线铺放,纤维强度利用率最高(>90%)
限制
★ 只能做回转体(压力容器、管),开孔处纤维被切断须补强
置信
D
预浸料铺层成形适用
工艺参数
预浸料按铺层顺序铺贴,压实 0.1 MPa、每 3~5 层抽真空
预期效果
按设计铺层构建层合板,纤维方向决定刚度
限制
★ 铺层顺序与纤维方向错一层,层合板刚度就变,铺贴后必须逐层核对
置信
D
拉挤成型成形适用
工艺参数
拉挤 120~180℃ 分段加热,牵引速度 0.2~1 m/min
预期效果
连续生产等截面型材,纤维体积分数可达 60~70%
限制
★ 只能做等截面直线件;横向强度低,需加织物层改善
置信
D
树脂传递模塑(RTM)成形适用
工艺参数
树脂传递模塑:注胶 0.1~0.5 MPa、模温 60~120℃
预期效果
复杂整体成形,可做闭模近净成形件
限制
★ 注胶速度过快会冲散纤维(纤维冲刷)并产生干斑
置信
D
金刚石磨削切削加工适用
工艺参数
金刚石砂轮、小切深、湿磨
预期效果
CMC 的主要精加工手段
限制
★ 磨削会损伤纤维,承力面须留余量并检测
置信
D
切削加工切削加工受限
工艺参数
金刚石涂层刀具或磨料水刀,边缘须封边
预期效果
修边、开孔
限制
★ 机械加工会切断纤维形成分层与毛边,承力孔须预留成形或做补强
置信
D
告诉我们错在哪 —— 带上出处就能改
CMC-ZrO2 氧化锆增韧氧化铝陶瓷(ZTA) — 性能、成分与工艺 · EngMatData