세라믹 소재는 내식성, 내마모성, 고온 성능으로 널리 사용됩니다. 금속 소재를 대체하고 열악한 환경에서도 사용할 수 있는 잠재력 있는 고성능 소재입니다. 하지만 세라믹 소재의 고유한 취성으로 인해 실제 적용 범위는 제한적입니다. 과학과 기술의 지속적인 발전으로 새로운 세라믹 소재는 새로운 개발 방향을 가지고 있습니다.
수염 강화 세라믹 복합재
세라믹 수염은 직경이 매우 작은 단결정 섬유를 말합니다. 일반적으로 그 길이는 직경의 수백 배이며 일반적으로 기체상 방법으로 성장합니다. 수염은 결함이 거의 없기 때문에 기계적 강도가 매우 높고 인장 강도는 순수 결정의 이론적 강도에 근접할 수 있습니다. 수염의 강도는 두께와 밀접한 관련이 있습니다. 수염이 두꺼울수록 강도가 낮아지므로 수염의 직경이 작을수록 좋습니다. 수염은 고강도, 저밀도, 내열성이라는 특성을 가지고 있기 때문에 보강재로 자주 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 수염에는 Al2O3 수염, SiC 및 Si3N4 수염, 흑연 수염 등이 있습니다. 수염 보강은 세라믹 소재의 고온 기계적 특성과 열충격 안정성을 개선하는 효과적인 수단입니다.
나노 세라믹 복합재
나노세라믹 복합 재료는 1980년대 중반에 개발되었습니다. 나노세라믹 복합재는 일반적으로 입자 내, 입자 간 나노복합재, 나노/나노 복합재의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 처음 두 가지 유형의 나노 복합재의 나노 크기 입자는 주로 매트릭스 입자 내부 또는 입자 사이에 분산되어 있으며, 고온 기계적 특성을 개선하는 것이 주요 목표입니다. 나노/나노 복합체는 나노 크기의 분산액과 매트릭스 입자로 구성되어 세라믹에 가공성 및 초가소성과 같은 특정 새로운 기능을 추가하는 것을 목표로 합니다. 나노 세라믹 복합 재료의 입자 크기, 입자 경계 폭, 2상 분포, 기공 및 결함 크기는 100nm 수준으로 제한됩니다. 입자 크기를 줄이면 재료의 기계적 특성이 두 배로 증가합니다.
성능 등급 세라믹 복합재
성능 그라데이션 복합 소재의 구성은 한쪽에서 다른 쪽으로 서서히 변화합니다. 구성의 변화는 재료의 성능(또는 기능)에 점진적인 변화를 일으킵니다. 이 소재는 소위 성능 그라데이션 소재(일본에서는 틸티드 기능성 소재라고 함)입니다. 1980년대 중반 일본에서 개발된 신소재입니다. 성능 그라데이션 소재는 열 응력 완화 소재입니다. 소재의 한 면은 내열성과 내산화성이 있어야 하고, 다른 면(차가운 면)은 질기고 열 스트레스를 완화하고 견딜 수 있어야 하는 실용적인 응용 분야를 위해 개발되었습니다. 기존의 균질 복합 소재와는 다른 신개념 소재입니다.
