陶瓷材料学：第七章 先进陶瓷材料

第七章

先进陶瓷材料先进陶瓷材料一.结构陶瓷二.功能陶瓷一结构陶瓷1氧化铝(Al2O3)结构陶瓷2氮化硅(Si3N4)结构陶瓷

3碳化硅(SiC)/高温结构陶瓷4增韧氧化物结构陶瓷5其他结构陶瓷4增韧氧化物

结构陶瓷ZrO2增韧氧化物是一类高温结构陶瓷,这类陶瓷中含有一定数量弥散分布的亚稳状态物质。当受到外力作用时,这些物质发生相变而吸收能量，使裂纹尖端的应力场松弛，增加裂纹扩展阻力，从而大幅度提高韧性。目前常用的相变物质是四方相的氧化锆。4增韧氧化物

结构陶瓷原则上讲，许多氧化物甚至非氧化物陶瓷都可用氧化锆来增韧。但实验结果表明，只有两个系统效果最好，即氧化锆增韧氧化铝和氧化锆增韧氧化锆,后者又称部分稳定氧化锆（partiallystabilizedzirconia,PSZ）。ZrO2韧化Al2O3的组织(白色为ZrO2)部分稳定氧化锆的导热率低(比Si3N4低4/5),绝热性好;热膨胀系数大，接近于发动机中使用的金属，因而与金属部件连接比较容易；抗弯强度与断裂韧性高，除在常温下使用外，已成为绝热柴油机的主要侯选材料。4增韧氧化物

结构陶瓷4.1部分稳定氧化锆及其显微组织约1150℃约950℃单斜相ZrO2四方相ZrO22370℃立方相ZrO2单斜相ZrO2的理论密度为5.56g/cm3，四方相为6.09g/cm3，立方相为6.27g/cm3，因此当单斜相ZrO2加热到1100℃左右就会发生体积的突然收缩，同时变为四方相。当四方相ZrO2冷冷却到950℃左右，就会变成单斜相，同时产生体积的突然膨胀。4增韧氧化物

结构陶瓷4.1部分稳定氧化锆及其显微组织4增韧氧化物

结构陶瓷4.1部分稳定氧化锆及其显微组织如果减少加入的氧化物数量，不使全部氧化物都呈稳定的立方相，而使一部分以四方相的形式存在。由于这种含有四方相的材料只使一部分氧化锆稳定，所以称部分稳定氧化锆(PSZ)。PSZ的显微组织是在稳定立方氧化锆固溶体基体上弥散分布着细小的四方结构的氧化锆粒子。这种组织是通过淬火+时效处理获得的。根据添加的氧化物不同,分别称为Ca-PSZ、Mg-PSZ、Y-PSZ等。4增韧氧化物

结构陶瓷4.1完全稳定氧化锆在氧化锆中加入与其结构近似的氧化物(如CaO、MgO、Y2O3、CeO、Se2O3

和其他稀土氧化物)在高温下形成立方固溶体，快冷保持到室温，这种固溶体不再发生相变，具有这种结构的氧化锆称完全稳定氧化锆(fullystabilizedzirconia，FSZ)，其力学性能低，抗热冲击性很差，可用作电介质器件或耐火材料。4增韧氧化物

结构陶瓷4.1氧化锆稳定氧化锆组织部分稳定氧化锆组织四方相PSZ的显微组织是在稳定立方氧化锆固溶体基体上弥散分布着细小的四方结构的氧化锆粒子。4增韧氧化物

结构陶瓷4.2应力诱发相变对断裂韧性的贡献

氧化锆中的四方相转变为单斜相相变是马氏体相变,金属的马氏体相变特征可直接用于氧化锆。这种相变可通过应力诱发产生。单斜相四方相立方相4增韧氧化物

结构陶瓷4.2应力诱发相变对断裂韧性的贡献裂纹在Al2O3-ZrO2混合层中的弯折(层状结构经电泳沉积产生)A-相变颗粒B-纤维C-其他裂纹4增韧氧化物

结构陶瓷4.3几种部分稳定氧化锆陶瓷4.3.1Mg-PSZMg-PSZ是将含MgO的ZrO2粉料成型后，在1700~1850℃(立方相单相区)烧结，控制冷却速度冷至四方+立方两相区后等温时效，或直接冷至室温再进行时效处理，使四方相从过饱和立方相中析出。Mg-PSZ的显微组织4增韧氧化物

结构陶瓷4.3几种部分稳定氧化锆陶瓷4.3.1Mg-PSZMg-PSZ分为两类。一类是1400~1500℃处理后得到的高强型Mg-PSZ，抗弯强度为800MPa，断裂韧性为10MPa·m1/2。另一类是在1100℃处理得到的抗热震型Mg-PSZ,强度为600MPa，断裂韧性为8~15MPa·m1/2

。Mg-PSZ制品4增韧氧化物

结构陶瓷4.3几种部分稳定氧化锆陶瓷4.3.1Y-TZP四方多晶氧化锆(tetragonalzirconiapolycrystalline，TZP)是PSZ的一个分支,它在四方单相区烧结，冷却过程中不发生相变，室温下保持全部或大部分四方相。Y-TZP的强度最高可达1200MPa，断裂韧性可达10MPa·m1/2以上。Y-TPZ的抗折强度与Y2O3含量关系4增韧氧化物

结构陶瓷4.3几种部分稳定氧化锆陶瓷4.3.1Y-TZPY-TZP存在的主要问题是低温长期时效后性能下降,如在230℃时效后强度由819MPa降到556MPa，这可能与表面受到化学腐蚀，使基体应力松弛，导致四方相转变为单斜相有关。Y-TZP医用件4增韧氧化物

结构陶瓷4.3几种部分稳定氧化锆陶瓷4.3.1TZP-Al2O3复合陶瓷利用Al2O3的高弹性模量，可使Y-TZP晶粒细化、硬度提高、四方相含量增加、强度与韧性大大提高。用热压烧结制得的ZrO2-Al2O3复合陶瓷的强度达2400MPa，断裂韧性达17MPa·m1/2

。Al2O3含量对Y-TZP抗弯强度影响TZP医用制品4增韧氧化物

结构陶瓷4.3几种部分稳定氧化锆陶瓷4.3.1TZP-Al2O3复合陶瓷含20%Al2O3的Y-TZP抗弯强度随温度的变化Al2O3-ZrO2(Y2O3)成分对断裂韧性的影响增韧氧化物陶瓷在高温长时间作用下，或在腐蚀、温度、应力梯度联合作用下的稳定性是一个重要问题，将其用于热机还有许多技术问题需待解决。4增韧氧化物

结构陶瓷4.3几种部分稳定氧化锆陶瓷4.3.1TZP-Al2O3复合陶瓷部分稳定氧化锆的导热率低,绝热性好;热膨胀系数大，接近于发动机中使用的金属，抗弯强度与断裂韧性高，除在常温下使用外，已成为绝热柴油机的主要侯选材料，如发动机的汽缸内衬、推杆、活塞帽、阀座、凸轮、轴承等。增韧氧化锆导轮芯轴部分稳定氧化锆制品增韧氧化锆4增韧氧化物

结构陶瓷4.3几种部分稳定氧化锆陶瓷4.3.1氧化锆制品氧化锆制品氧化锆球阀齿轮、泵零件部分稳定氧化锆喷涂层氧化锆拉线轮热障涂层5其他结构陶瓷5.1纳米陶瓷陶瓷材料作为材料的三大支柱之一，在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。

但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，因而使其应用受到了较大的限制。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性。英国材料学家Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。5其他结构陶瓷5.1纳米陶瓷所谓纳米陶瓷，就是晶体粒度在1nm~100nm范围内的陶瓷材料。这里有两个要素：一、材质上讲应是陶瓷的，而非金属的或有机的。二、晶粒尺寸应在1nm~100nm，严格说来，应要求其内部各种物相的显微尺寸包括晶粒度、晶界宽度、第二相粒子以及缺陷尺寸都在纳米尺度。5其他结构陶瓷5.1纳米陶瓷贴有纳米陶瓷防爆贴膜的车纳米陶瓷电极灯纳米陶瓷手链纳米陶瓷不粘锅5其他结构陶瓷5.1.1纳米陶瓷的分类按形态的不同：

零维陶瓷材料即纳米陶瓷粉

一维陶瓷材料即纳米陶瓷纤维或纳米陶瓷管

二维陶瓷材料即纳米陶瓷膜

三维陶瓷材料即纳米陶瓷块材5其他结构陶瓷5.1.1纳米陶瓷的分类1）

零维纳米陶瓷材料零维纳米陶瓷材料即纳米陶瓷颗粒，它们的集合就是纳米陶瓷粉体。大多数纳米粒子呈现为理想单晶。尺寸在60nm左右，也有非晶态或来亚稳态的纳米粒子。由于粒度在1nm~100nm之间，所以很多独特的性质。主要有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，并由此派生出传统固体不具备的许多特殊性。5其他结构陶瓷（1）小尺寸效应当超微粒子的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导太的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，声、电磁和热力学等特性均会呈现新的尺寸效应。例如：纳米微粒尺寸小到一定临界值时主超顺磁状态，α-铁、四氧化三铁和α-三氧化二铁粒径分别为5nm、16nm、20nm时变成超顺磁体。（2）表面效应

纳米微粒尺寸小，表面积大，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面积急剧变大，引起表面原子数迅速增加，粒子活性随之增加。1）

零维纳米陶瓷材料5其他结构陶瓷（3）量子尺寸效应

当粒子尺寸下降到最低时，费米能级附近的电子能级发生了由准连续变为离散能级的现象，即能级发生分裂。上述三个效应是纳米微粒与纳米固体的基本特性。它使纳米微粒和纳米固体呈现出许多奇异的物理、化学性质，出现了一些“反常现象”。如：金属为导体，但纳米金属微粒在低温下呈现绝缘性；当粒径为十几纳米时，氮化硅组成纳米陶瓷时电阻变小；化学惰性的金属铂制成的纳米微粒后即成为活性很高的催化剂。1）

零维纳米陶瓷材料5其他结构陶瓷零维纳米陶瓷材料的应用Fe2O3纳米粒子表现出很好的电磁性能和化学活性，这类纳米过渡金属氧化物粒子，既可以作催化剂的活性成分，也可作为催化剂的载体使用。纳米TiO2、ZrO2等是非常内型的均相配位催化剂组分，它可以与许多配体配位，广泛应用于聚合反应、有机合成、加氢反应以及不对称合成领域。引入ZrO2纳米粒子作为F-T合成制取异丁烯的催化剂。在CO转化率为10%左右时，异丁烯选择性接近50%，在C4组分中其本没有异丁烷，显出较大潜力。纳米陶瓷催化剂5其他结构陶瓷纳米粒子在药物中的应用磁性纳米粒子表面涂覆分子，在外部再与蛋白相结合可以注入生物体中，这项技术目前尚在实验阶段，已通过了动物临床实验。这种载体高分子和蛋白的磁性纳米粒子作为药物的载体，然后经静脉注射到动物体内，在外加磁场下通过纳米粒子的磁性导航，使其移向病变部位，达到定向治疗的目的。零维纳米陶瓷材料的应用5其他结构陶瓷5.1.1纳米陶瓷的分类2）

一维纳米陶瓷材料所谓一维纳米陶瓷材料即指材质为陶瓷、径向尺度（直径或宽度）为100nm以下的棒（丝、管）状材料。一维纳米材料尺寸微小、量子限域影响显著，而且表面原子份额很大。迄今为止，在所有一维纳米陶瓷材料中，人们研究得最多、寄托希望最大的仍然是纳米碳管（CNT）。（CNT）具有令人感兴趣的电学特性，首先表现在其导电性和场发射特性两方面。5其他结构陶瓷5.1.1纳米陶瓷的分类2）

一维纳米陶瓷材料碳纳米管白炽灯纳米技术的超薄显示屏5其他结构陶瓷5.1.1纳米陶瓷的分类2）

一维纳米陶瓷材料碳纳米管显微结构碳纳米管立体结构想像图5其他结构陶瓷5.1.1纳米陶瓷的分类3）

二维纳米陶瓷材料二维陶瓷材料主要指纳米陶瓷薄膜，一般的共识是厚度在1~100nm的纳米陶瓷薄膜。特殊性质存在和薄膜涂层基体之间的界面效应，如粘接性能，热膨胀系数匹配与否。大量存在于薄膜中的晶界和缺陷，高晶界/晶粒体积比薄膜厚度方向的特异性，即陶瓷纳米薄膜结构和性质的各向异性特性。薄膜成核与生长机理问题。

多层薄膜问题。5其他结构陶瓷3）

二维纳米陶瓷材料陶瓷不粘锅—被特富龙风波逼出的世界冠军尽管国家早有“不粘锅无毒”的定论，但是屡屡困扰国内炊具行业的“特富龙风波”还是卷土重来。日前，美国环保署(EPA)下属的科学顾问委员会专家小组达成共识，建议将生产“特富龙”等品牌不粘和防锈产品的关键化工原料—全氟辛酸铵及其盐类(PFOA)分类为“可能致癌物”。消息一经国内媒体发布，即再度引起了业内外的极大关注。5其他结构陶瓷不粘锅的需求—中国人的饮食习惯锅的不粘性，主要体现在内表面的自由能足够低(液体一般用表面张力表示)，以达到疏油的效果。食用油的表面张力通常在26～28dyn/cm，要达到理想的疏油性，就要把锅的内表面的自由能处理到26dyn/cm以下。氟树脂的表面张力通常是17～19dyn/cm，而且非常持久，目前在涂料中几乎难有超越者。氟涂料耐温可以达到260℃，基本能够满足烹饪的要求。陶瓷涂层的表面大多富含甲基官能团，其表面张力通常是21～23dyn/cm，也有良好的不粘性，而且比含氟物质更加安全。因此，相当一部分无烟锅企业也把无机陶瓷涂层作为主要的宣传卖点之一。陶瓷涂层也可以减少油烟的产生。5其他结构陶瓷其主要成分为Si硅、Al铝、O氧等为典型的无机结构，未检出F氟存在。5其他结构陶瓷5.1.1纳米陶瓷的分类4）三维纳米陶瓷材料三维纳米陶瓷即纳米陶瓷块体材料。通常简称纳米陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料纳米陶瓷与传统陶瓷精细陶瓷相比，有许多特殊性能，对结构陶瓷来说，最引人瞩目的是超塑性，所谓超塑性是指材料在断裂前产生大的伸长量。但纳米粉体的巨大比表面能使它的烧结速率非常快，晶粒尺寸在短时间内迅速长大，很难保持纳米级的显微结构。所以制备出超塑性的纳米陶瓷材料是非常困难的。5其他结构陶瓷5.1.2纳米陶瓷的制备第一种是由小变大，即先制成纳米粉，在通过加压、热等静压、激光压缩、微波和放电等离子等记法烧结成大块纳米材料。第二种是由大变小，即非晶化法，使大块普通材料变成纳米材料，或利用各种沉积技术获得大块纳米材料。目前大多数采用第一种方式制备纳米块体材料，但工艺不大成熟，仍处于探索阶段。块体纳米材料的制备方法主要有两种5其他结构陶瓷5.1.2纳米陶瓷的制备干法成形：（1）连续加压成形。第一次加压导致软团聚体的破碎。第二次加压导致颗粒的重排，使颗粒之间很好的接触。（2）脉冲电磁力成形。（3）超高压成形。纳米陶瓷的成形湿法成形：（1）凝胶成形。（2）注浆成形。（3）直接凝固注模成形。但都处于开发研究阶段，5其他结构陶瓷5.1.2纳米陶瓷的制备纳米陶瓷烧结过程将直接影响到纳米陶瓷的性能。为了获得尺寸较小的陶瓷，一般通过下面两种方法减小烧结体的平均晶粒尺寸：一是降低烧结温度；二是缩短烧结时间。纳米陶瓷的烧结5其他结构陶瓷5.2口腔陶瓷硬度高耐磨性好化学性能稳定生物性能好着色性能好广泛应用于口腔领域烤瓷及金属烤瓷铸造陶瓷种植陶瓷陶瓷牙5其他结构陶瓷5.2口腔陶瓷5.2.1口腔陶瓷材料主要物理性能口腔陶瓷材料是热的绝缘体，热胀系数与牙体接近。但口腔陶瓷材料在烧结制作过程中，存在较大的体积收缩而影响修复体的精度，需采取必要的措施，如烧结前尽量除去水份、振荡、压缩成型，以及真空烧结等防止或减小其收缩。5其他结构陶瓷5.2口腔陶瓷5.2.2口腔陶瓷材料机械性能口腔陶瓷材料是一种脆性材料5.2.3口腔陶瓷材料化学性能口腔陶瓷是口腔材料中化学性能最稳定的材料，均可耐受许多化学物质的作用而不发生变化，长期在口腔环境条件下，对各种食物、饮料、唾液、体液、微生物及其酶的作用，不会产生变质、变性。5其他结构陶瓷5.2口腔陶瓷5.2.4口腔陶瓷材料生物性能5.2.5口腔陶瓷材料审美性能由于口腔陶瓷材料的着色性能好，表面光泽度高，又具有透明和半透明性，能恢复牙体组织的天然色彩。口腔陶瓷材料具有较好的生物学性能，在口腔内使用安全、无毒。特别是生物陶瓷，更应具有生物相容性。5其他结构陶瓷5.2口腔陶瓷5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.1概念、性能及用途一种由金属或合金同一种或几种陶瓷相组成的非均质复合材料,其中后者约占15%~85%,同时,在制备温度下,金属和陶瓷相间溶解度是很小的。(1)金属或合金+1种以上陶瓷。(2)非均质复合材料。(3)陶瓷占15%~85%。(4)制备温度下，两相间的溶解度很小。5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.1概念、性能及用途因金属陶瓷的抗疲劳强度和抗腐蚀性能高于钢和高温合金材料被广泛应用于航空、精密仪器、机械、工模具、电子、能源工程、生物陶瓷等领域。5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.2钛系金属陶瓷1)碳化钛(TiC)概念：TiC+TiN、Ni、Co、Mo…复合。应用：取代传统的WC+Co系硬质合金。原因：钨(W)、钴(Co)是稀有的战略资源。我国曾是钨大国，但上世纪80年代中期以来，钨资源逐渐枯竭，用TiC取代WC成为必然趋势。5其他结构陶瓷性能：显微硬度\Gpa密度\g/cm3熔点\℃TiC2.85~3.204.91~4.933250WC1.7315.5~15.726001)碳化钛(TiC)5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.2钛系金属陶瓷2)氮化钛(TiN)性能：高熔点、高导电性、高硬度、高化学稳定性，有金黄色外观和较低摩擦系数。应用：耐热材料、耐磨密封材料、电极材料、刀具材料、触头材料、各种仿黄金装饰品等加入氮化钛可提高金属和陶瓷材料的塑性变形阻力，抑制热裂纹的产生和扩展，强化抗热冲击性能，延长使用寿命，现主要用于刀、模具中。特别是在碳化钛系列硬质合金生产中，用氮化钛取代钴作粘结剂具有很高的轫性，其成本却大大低于钴。5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.2钛系金属陶瓷2)氮化钛(TiN)钛金首饰，将氮化钛薄膜镀在金属表面，以假乱真氮化钛圆锯片5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.2钛系金属陶瓷3)碳氮化钛(Ti(C，N))性能：TiC和TiN相互形成的无限固溶体。同样具有高熔点、高导电性、高硬度、高化学稳定性。主要应用：(1)刀、模具。(2)强化各种金属材料。生产方法：(1)氢化钛或钛粉直接碳氮化。质量高，原料昂贵，产品结块严重。(2)等离子体气氛下高温碳氮化四氯化钛。质量高，产率太低，难以商品化。(3)碳热还原法：以二氧化钛、碳为原料，在氮气或氩气或真空气氛、高温（1500℃~2100℃）还原制取碳氮化钛。原料廉价，工艺简单，气氛复杂，制备温度高。5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.3钒系金属陶瓷碳化钒（VC）和碳氮化钒（V（C,N））性能：显微硬度\Gpa密度\g/cm3熔点\℃VC2.095.482830VN-----6.042050~2320

5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.3钒系金属陶瓷1)碳化钒（VC）在钨资源枯竭的形势下：硬质合金行业从以下两方面入手：（1）发展钛基金属陶瓷代替WC基硬质合金。（2）尽可能提高现有WC基硬质合金的使用效果，降低钨的消耗。VC在这两方面的优点：

在WC基硬质合金中，VC是最佳的晶粒长大抑制剂，细化WC晶粒，从而提高WC基硬质合金的使用寿命。

在TiC基硬质合金中，能导致最强键上共价电子数n增加，和Cr3C2配合，能有效提高金属陶瓷的抗弯强度和细化晶粒。5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.3钒系金属陶瓷2)碳氮化钒（V（C,N））性能:VC和VN相互形成的无限固溶体。主要应用：强化各种金属材料，特别是强化钢铁材料。与使用钒铁相比，VC和V(C，N)有如下优点：①能更有效地强化和细化晶粒；②减少钒的加入量，成本降低；③有利钒和氮的利用；④纯度高；⑤粒度均匀并便于包装。VC和V(C，N)的生产过程无污染，V回收率高(理论上为100%)，能耗低，因此，由于它价格低廉而适用于许多含碳高强度钢的添加剂。5其他结构陶瓷5.3金属陶瓷5.3.3钒系金属陶瓷3)氮化硅(Si3N4)4)氮化铝(AlN)性能:高导热率、高电绝缘性、高强度、高硬度、低热膨胀系数等良好的物理热学性能、优异的化学和耐腐蚀性能，因此被认为是一种具有广泛应用前景的无机材料。应用:各种电子电路基板，片式电阻、厚、薄膜、封装外壳、计算机、仪器仪表工业、电子设备、汽车、日用家电、办公自动化、耐火材料、结构材料、刀具材料等各个领域。5其他结构陶瓷5.4高温结构陶瓷航天飞机以很高的速度返回大气层时，因与空气摩擦会产生很高的温度，飞机表面与空气摩擦产生的温度将高达1400℃左右。在航天飞机的外表面披挂着数万快隔热瓦，它们是用陶瓷复合材料做成的，正是采用了这样的措施才能保证航天飞机在空间多次往返。5其他结构陶瓷5.4高温结构陶瓷奋进号隔热瓦受损的情形奋进号在发射期间，隔热瓦的受损情况以及位置—在右舷起落架舱门附近5其他结构陶瓷5.4高温结构陶瓷2003年2月哥伦比亚号航天飞机失事，机组的7名成员全部丧生。2003年1月16日，哥伦比亚号航天飞机在点火升空时，其巨大的外部燃料箱物体脱落，导致其左翼前部的隔热瓦部分脱落。航天飞机返回大气层时，由于隔热瓦被破坏，导致了机翼温度的显著上升，由于机翼加固螺栓所用的铝材料无法耐高温，再加上长期存在的腐蚀问题，最终致使机翼不堪高温而解体，并引发机体爆炸。5其他结构陶瓷5.4高温结构陶瓷2005年7月26日，发现号航天飞机几经推迟后终于发射升空，却不幸又在隔热瓦上出了问题。一块隔热瓦被撞失效，全世界都为之担忧，好在发现及时，宇航员通过太空行走对其进行了修复。8月9日，在“鬼门关”上走了一回的发现号安全着陆。宇航员在修补发现号航天飞机上的隔热瓦5其他结构陶瓷5.4高温结构陶瓷德国航空航天中心(DLR)最近新发明了一种碳纤维耐热陶瓷瓦，有望解决目前美国航天飞机耐热陶瓷瓦脱落的难题。它采用一种新的制造工艺，使生产的碳纤维增强碳化硅陶瓷瓦可以反复经受1700℃的高温，并具有很强的抗冲击性和耐化学性。新型陶瓷瓦的另一突出优点是，在大尺寸下性能稳定，没有裂纹。新型陶瓷瓦已在2005年6月中旬俄罗斯发射的联盟号飞船火箭上首次使用，取得理想的效果。5其他结构陶瓷5.4高温结构陶瓷由西北工业大学张立同院士主持的“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”获得2004年国家技术发明一等奖。由中南大学黄伯云院士等完成的“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”获得2004年国家技术发明一等奖。5其他结构陶瓷5.4高温结构陶瓷对喷管所用材料的要求能耐高温（3000K以上）；能耐高压（12MPa以上）；能耐带有固体颗粒速度为2500m/s的燃气流的冲刷；能经受8kJ/m2·s的热流及热化学腐蚀；具有结构重量轻、抗热震性好、可靠性高、加工性能好、成本低等特点。5其他结构陶瓷5.4高温结构陶瓷5.4.1