陶瓷基复合材料浆料及超声分散

陶瓷基复合材料浆料及超声分散 – 陶瓷浆料分散 – 上海瀚翎

陶瓷基复合材料凭借轻质、高强、耐高温、耐腐蚀的优异特性，已成为航空航天、新能源、高端制造等领域的战略性材料，而浆料作为其制备过程的核心环节，直接决定了复合材料的微观结构与最终性能。陶瓷基复合材料浆料是一种多组分协同作用的体系，通过合理调控各组分比例与分散状态，可实现复合材料性能的精准优化，满足不同场景的应用需求。

陶瓷基复合材料浆料的组成具有明确的功能性分工，主要包括陶瓷基体、增强相以及粘结剂与溶剂三大核心部分，各组分相互配合、缺一不可。陶瓷基体作为浆料的主体骨架，承担着支撑增强相、传递载荷的关键作用，常用的陶瓷基体材料包括氧化铝、碳化硅等，这类材料本身具备极高的硬度与耐高温性能，为复合材料奠定了优良的基础特性。

增强相是提升陶瓷基复合材料综合性能的核心组分，其作用是弥补单一陶瓷基体脆性大、韧性不足的短板，常见类型分为纤维、晶须与纳米颗粒三类。纤维与晶须可有效阻碍材料内部裂纹的扩展，提升复合材料的韧性与抗断裂能力；纳米颗粒如碳纳米管、石墨烯等，凭借其极高的比表面积与优异的力学性能，能进一步强化复合材料的强度与功能性。粘结剂与溶剂则承担着分散、粘合各组分的作用，确保浆料具有良好的流动性与成型性，便于后续制备工艺的开展，同时保障成型后坯体的整体性。

在浆料制备过程中，增强相的均匀分散是关键难题，尤其是纳米级增强相与纤维类增强相，极易因分子间作用力发生团聚、缠结，导致其无法充分发挥增强作用，甚至影响复合材料的性能稳定性。超声技术的应用，有效解决了这一痛点，成为浆料分散过程中的核心手段。

超声作用通过高频振动产生的机械效应与空化效应，对浆料体系进行高效分散。一方面，高频振动可打破纳米增强相（如碳纳米管、石墨烯）之间的团聚作用力，将其分散为单个纳米单元，确保纳米增强相均匀分布在陶瓷基体中；另一方面，超声振动能有效防止纤维类增强相发生缠结，使纤维均匀舒展，充分发挥其抗裂、增韧作用。

在超声分散处理后的陶瓷基复合材料浆料，成型后的复合材料性能得到显著提升，不仅耐磨性、韧性大幅增强，其功能性也得到优化。实践表明，采用超声分散技术制备的耐磨陶瓷基复合材料，其强度可提升30%以上，极大拓展了陶瓷基复合材料的应用范围。随着材料制备技术的不断发展，陶瓷基复合材料浆料的组分优化与超声分散工艺的升级，将推动陶瓷基复合材料向更高性能、更广泛应用的方向发展。

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