新型陶瓷材料的开发

陶瓷材料因其耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性能而被广泛使用。陶瓷材料是一种潜在的高性能材料，可以替代金属材料，在恶劣环境中使用。然而，由于陶瓷材料固有的脆性，其实际应用范围有限。随着科学技术的不断进步，新型陶瓷材料有了新的发展方向。

晶须增强陶瓷复合材料

陶瓷晶须是指直径非常小的单晶纤维。一般来说，其长度是直径的数百倍，通常采用气相法生长。晶须的缺陷很少，因此机械强度非常高，其抗拉强度可以接近纯晶体的理论强度。晶须的强度与其厚度密切相关。晶须越粗，强度越低，因此晶须的直径越小越好。由于晶须具有高强度、低密度和耐热性等特点，因此经常被用作增强材料。常用的晶须包括 Al2O3 晶须、SiC 和 Si3N4 晶须、石墨晶须等。晶须增强是提高陶瓷材料高温机械性能和热震稳定性的有效手段。

纳米陶瓷复合材料

纳米陶瓷复合材料是在 20 世纪 80 年代中期发展起来的。纳米陶瓷复合材料一般可分为三类：粒内纳米复合材料、粒间纳米复合材料和纳米/纳米复合材料。前两类纳米复合材料的纳米级颗粒主要分散在基体晶粒内部或之间，其主要目的是改善高温机械性能。纳米/纳米复合材料由纳米级分散体和基体晶粒组成，旨在为陶瓷增加某些新功能，如加工性和超塑性。纳米陶瓷复合材料的晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、孔隙和缺陷尺寸都限制在 100nm 的水平。晶粒尺寸的减小会使材料的机械性能成倍增加。

性能分级陶瓷复合材料

性能梯度复合材料的成分从一边到另一边逐渐发生变化。成分的变化会逐渐改变材料的性能（或功能）。这种材料就是所谓的性能梯度材料（日本称为倾斜功能材料）。它是日本在 20 世纪 80 年代中期开发的一种新材料。性能梯度材料是一种热应力松弛材料。在实际应用中，材料的一面需要耐热和抗氧化，而另一面（冷面）必须坚韧，并能缓解和承受热应力。它是一种有别于传统均质复合材料的新概念材料。