④俄罗斯、乌克兰在结构陶瓷和陶瓷基复合材料方面实力雄厚。俄罗斯、乌克兰两国在先进陶瓷的研究开发和生产方面，基础扎实，设施齐全。在结构陶瓷和陶瓷基复合材料方面，不论是氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、复相陶瓷或者是陶瓷基复合材料，不但在实验室研制成功，而且已开发成有明确应用目的的制品，相当一部分已投入商业生产。

连续纤维增强陶瓷基复合材料是陶瓷基复合材料中性能最为突出的一类材料，是将耐高温的连续陶瓷纤维植入陶瓷基体中形成的一种高性能复合材料，具有高强度和高韧性，特别是具有与单一陶瓷不同的非灾难性断裂方式，受到世界各国研究人员的极大关注。随着纤维制备技术和其他相关技术的进步，人们逐步开发出制备这类材料的有效方法，使得纤维增强陶瓷基复合材料的制备技术日渐成熟。连续纤维增强陶瓷基复合材料已经开始在航空航天、国防等领域得到广泛应用。

大多陶瓷材料一般表现为绝缘性，限制了陶瓷的应用[66]。而石墨烯具有优异的导电性能，加入到陶瓷基体后，复合材料的导电性随着石墨烯含量的增加而增加。当石墨烯含量超过某一临界值（即渗流阈值）后，石墨烯在陶瓷基体内相互连接形成了导电，从而使得复合材料的导电性呈现跳跃式增长。随着石墨烯导电的完善，复合材料的导电性最终达到了一个平台。石墨烯/陶瓷复合材料的导电性与石墨烯的含量、类型、分散混合方式以及烧结制备方法等有关。

陶瓷基复合材料性能优异，是理想的高温结构材料。陶瓷基复合材料（CMC）是指在陶瓷基体中引入增强材料，形成以引入的增强材料为分散相，以陶瓷基体为连续相的复合材料。连续纤维增强陶瓷基复合材料保留了陶瓷材料耐高温、抗氧化、耐磨耗、耐腐蚀等优点的同时，充分发挥陶瓷纤维增强增韧作用，克服了陶瓷材料断裂韧性低和抗外部冲击载荷性能差的先天缺陷。这类材料已成为航空航天、军事、医疗等多领域理想的高温结构材料，广泛应用于飞机发动机喷管、机翼护罩、导弹喷管、电磁窗、翼尖、尾舵、发动机涡轮等部件。

本章将主要介绍碳化硅纤维以及连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC/SiC复合材料)的制备工艺和研制情况。

激光粉末床熔融（SLM）增材制造的进展为陶瓷增强金属基复合材料的发展开辟了一条新途径。独特的逐层工艺方式简化了复合材料制造的工艺路线和交货时间。采用SLM技术制造陶瓷增强金属基复合材料有以下优势：

本文较系统地总结了石墨烯/陶瓷复合材料的研究，概述了石墨烯/陶瓷复合粉料的制备方法、成型工艺和致密烧结工艺技术，评价了制备方法对石墨烯和复合材料的影响。石墨烯的引入可以改善陶瓷材料的机械性能、导电性能、导热性能和摩擦磨损性能等，进一步拓宽陶瓷材料的应用范围。然而目前石墨烯的制备和石墨烯/陶瓷复合材料的研究还存在一些问题：

3提出适用于陶瓷基复合材料的多元增韧制备方法，实现两种纤维、晶须或颗粒补强剂同时弥散的复合材料方案，从而大大提高材料的强度和韧性，是一种创新性探索。

陶瓷基复合材料的可设计性很大程度源于界面层，理想的界面层应具有以下功能：（1）在制备过程中抑制或阻止物理收缩和化学反应对陶瓷纤维损伤；（2）缓解纤维与基体间界面残余热应力；（3）在复合材料遭受外部载荷冲击时，将载荷由基体传递至纤维，起到载荷传递作用；（4）改善界面结合强度，充分发挥界面解离、纤维拔出等能量耗散机制，使复合材料断裂时呈现假塑性特征。近年来用于复合材料制备的界面层体系主要有热解碳界面层（PyC）、BN界面层、复合界面层。

发展以超高温、低成本碳化物纤维为代表的高性能陶瓷纤维及其复合材料技术；二是突破碳化硅、氧化铝、氮化硅、氮化硼、硅硼氮等纤维及其前驱体的工程化稳定制备技术；三是开发陶瓷基复合材料快速低成本制造技术；四是突破陶瓷基复合材料全产业链中的关键技术，并实现相关技术的有效协同；五是加强陶瓷基复合材料本征结构与失效机理研究，建立寿命预测模型；六是加强应用端研究，建立考核评价体系和标准。

陶瓷基复材在结构材料中前景。陶瓷基复材作为结构材料在保留陶瓷本身优点的同时，有效的解决了其脆性问题。1987年开始实施陶瓷基复合材料的研发计划，NASA等单位也投入大量人力和经费。仅1992年美国投入陶瓷基复合材料应用研究的经费高达3500万美元。陶瓷基复合材料的潜在应用领域广泛，包括宇航、国防、能源、汽车工业、环保、生物、化学工业等，在未来的国际竞争中将起关键的作用。发达国家投入巨资进行研究，美国和西欧各国侧重于航空和军事应用，日本则力求把它应用在工业上。

具有复杂几何形状或独特设计的耐损伤陶瓷复合材料在各种应用中都有很高的需求。然而，由于模具形状的限制，冰模板或冷冻铸造等传统加工技术无法为陶瓷复合材料的制造提供几何自由度。使用3D打印（也称为增材制造）为创建具有复杂几何结构的陶瓷复合材料创造了新的可能性。

此外还可通过材料结构的改变来达到增韧的目的,如自增韧结构、仿生叠层结构以及梯度功能材料等，连续纤维增强陶瓷复合材料是目前最重要的一类高温结构陶瓷。

众多研究表明，石墨烯/陶瓷复合材料具有优异的机械性能、导电性、导热性、耐摩擦磨损性能等。为考察石墨烯/陶瓷复合材料的研究现状，本文基于目前的研究成果，对石墨烯/陶瓷复合材料的研究进行了总结。首先，梳理了石墨烯/陶瓷复合材料的制备方法，从粉体制备、成型和致密烧结工艺角度进行了概述，评价了制备过程对石墨烯和复合材料的影响。其次，总结了石墨烯的引入对于陶瓷的力学、热学、电学和摩擦磨损性能的改善，并揭示了改善机理。，针对石墨烯/陶瓷复合材料面临的挑战和研究方向进行了探讨与展望。

对于航空发动机来说，提高涡轮前燃气温度是提高发动机推力的主要技术途径，但是目前的涡轮前燃气温度已经逐步接近高温合金自身的熔点，温度上升空间很小，因此需要有替代材料。陶瓷基复合材料具有耐高温特性，可用于热端构件。研究表明陶瓷基复合材料可将涡轮前燃气温度在现有的基础上提高300K以上。同时陶瓷基复合材料密度小，有利于发动机减重。

用于火箭发动机热结构件：陶瓷基复合材料可用于火箭发动机中。由于陶瓷基复合材料耐热冲击性高，对液体推进剂化学稳定性高，比金属材料耐高温，具有较高的抗蠕变性，是一种理想的液体火箭发动机热结构件材料。

陶瓷材料及陶瓷基复合材料会被用在装甲中，如防弹衣、战机和装甲车的防护层等。防弹衣主要由衣套和防弹层两部分组成，防弹层可吸收弹头或弹片的动能，对低速弹头或弹片有明显的防护效果，在控制一定的凹陷情况下可减轻对人体胸、腹部的伤害。和传统的材料如塑料和金属相比，特种陶瓷材料具有质轻、耐高温、硬度高、耐摩擦等优点，被广泛应用于抗击中等口径枪的轻质耐用防弹衣上。热压碳化硼和碳化硅陶瓷基复合材料可以用于制造坚固的抗击打的盔甲板。我国是世界上三大的防弹衣生产国，在国际市场上，我国防弹衣价格大约500美元左右，而其他国家的防弹衣价格在800美元左右，在制造成本方面我国存在优势。