前言

20世纪70年代初，Aveston 在连续纤维增强聚合物基复合材料和金属基复合材料的基础上，首次提出了连续纤维增强陶瓷基复合材料的概念；20世纪70年代末，Naslain在陶瓷基复合材料制造技术方面取得重大突破，拉开了国际陶瓷基复合材料研发的序幕；1991年，西北工业大学张立同院士团队另辟蹊径，开展陶瓷基复合材料研究，成为我国超高温结构复合材料发展的里程碑。

在国内外陶瓷基复合材料竞相发展的过程中，强韧化问题日益凸现。强韧化问题研究可分为两个层面：一是强韧化机理，二是强韧化实现。早期主要关注强韧化机理，如界面脱粘、裂纹扩展和纤维拔出等。陶瓷基复合材料强韧化机理是在聚合物基复合材料和陶瓷材料强韧化基础上提出的，而在利用这些机理实现强韧化的过程中，发现了一些难以解释的现象，例如：并不是纤维的强度越高强韧性越好；涂层除了保护作用外还有强韧化作用；界面的影响与工艺过程密切相关；基体的分布对强韧性有显著影响等。这些现象折射出强韧化的两个科学问题：复合材料各结构单元的强韧化协同问题，工艺过程强韧化的协同问题。阐明这两个科学问题，不但需要相关理论指导，而且还必须以材料制备技术发展和大量试样制备与测试表征为基础。这需要一个稳定团队坚持不懈的努力和相关经费的持续支持。

张立同院士团队以碳化硅陶瓷基复合材料（CMC-SiC）为对象，在国防973和国家杰出青年基金等项目支持下，研究了微结构单元的强韧化协同问题；在国家自然科学基金重点项目和国防预研等项目支持下，研究了工艺过程与强韧化协同问题。本书是上述研究成果的总结和归纳，也是从材料制备工艺角度系统研究陶瓷基复合材料强韧化的一部专著。本书旨在通过研究增强纤维、界面相、基体和涂层四个微结构单元对陶瓷基复合材料强韧性的影响及其协同作用，初步实现根据服役要求进行陶瓷基复合材料强韧性设计与性能预测。

全书共7章，由笔者统筹组稿，梅辉教授协助组稿，张立同院士审定。第1章介绍陶瓷基复合材料的强韧化研究进展及其存在的问题。第2章介绍纤维种类和纤维丝束大小对强韧性的影响，重点讨论纤维的强韧化机理与纤维选择原则。第3章介绍界面相制备工艺对强韧性的影响，重点讨论界面相综合作用机理。第4章介绍基体分布和基体多元多层改性对强韧性的影响，重点讨论基体强韧化途径与机理。第5章介绍涂层和涂层改性对强韧性的影响，重点讨论涂层的强韧化机理。第6章介绍环境因素与微结构单元的非线性耦合作用，重点讨论环境强韧化途径与机理。第7章介绍微结构单元的协同作用及其强韧化机理，拟尝试建立预制体结构与强韧性的关系。

本书包含了孟志新和王毅强博士论文的内容，还采用了梅辉、吴守军、杨文彬、马军强、聂景江、汪海滨、陈曦、王红琴等学位论文的部分内容。同时还收录了殷小玮教授、王一光教授、范尚武副教授在强韧化方面的研究成果，以及乔生儒教授和矫桂琼教授课题组在本征力学性能方面的研究成果。长期研究过程中，团队的工程技术人员负责全部试样制备，并参与了部分性能测试。博士研究生孟志新、李建平、侯翼、朱艳参加了资料收集、整理和校对。

本书力求专业性和实用性结合，希望为陶瓷基复合材料专业研究生和相关研究人员提供参考，为生产部门工艺设计和设计部门的应用选材提供借鉴。但是，陶瓷基复合材料强韧化问题十分复杂，虽经团队十余年研究，一些研究成果仍在实践检验过程中，一些问题还处于不断认识阶段，肤浅和疏漏在所难免，恳请广大读者批评指正。

成来飞

2018.7