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第六章 復(fù)合材料增強(qiáng)劑 陶瓷纖維

典型性能:
    直徑:100-140μm;抗張強(qiáng)度:3500MPa   
    彈性模量:390GPa;密度:2.68g/cm3 狀態(tài):連續(xù)單絲。        

    硼纖維抗氧化和高溫性能較差,在400℃時可保持室溫強(qiáng)度的80% ;在高于500℃的氧化氣氛中幾分鐘其強(qiáng)度就迅速下降;在650℃時將失去所有的性能。同時其成本也較高,成本下降的潛力也不大。
   室溫下硼纖維的化學(xué)穩(wěn)定性好,但表面具有活性,不需要處理就可與樹脂復(fù)合,其復(fù)合材料具有較高的層間剪切強(qiáng)度。對于含氮化合物親和力大于含氧化合物。但在高溫下易與大多數(shù)金屬反應(yīng),需要在纖維表面沉積保護(hù)涂層,如SiC和B4C等。
    硼纖維主要用于聚合物基和鋁基復(fù)合材料。
    2-2、氧化鋁纖維 (Alumina Fiber )
    氧化鋁纖維是多晶纖維,具有很好的機(jī)械性能以及耐熱性和抗氧化性。制備氧化鋁纖維的方法較多,有α-、γ-、δ-Al2O3 連續(xù)纖維和δ-Al2O3 短纖維。γ -Al2O3 與樹脂及熔融金屬的相容性好, 氧化鋁纖維主要用于金屬基復(fù)合材料。缺點(diǎn)是密度較大。
    2-3、碳化硅纖維
    碳化硅纖維具有很高的比強(qiáng)度、比剛度,耐腐蝕、抗熱震、熱膨脹系數(shù)小、熱傳導(dǎo)系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn)同時還具有良好的抗氧化和高溫性能,其室溫性能可保持到1200℃。其成本下降的潛力很大。適合于制備樹脂、金屬及陶瓷基復(fù)合材料。碳化硅纖維的制備方法有先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法和 CVD法兩種。
   1)先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法
   1975 年由日本矢島教授先研制成功。有Nicalon(尼卡隆) 和Tyranno(奇拉隆)兩種商品。纖維呈束狀,每束500根左右,每根纖維10μm左右。 


   制備方法:
   將基體絲連續(xù)通過玻璃管狀反應(yīng)器,并在加熱到1200 ~ 1300℃的同時通入適量的氯硅烷與氫氣的混合反應(yīng)氣體反應(yīng)氣體在熱絲上發(fā)生熱解反應(yīng)生成SiC
     CH3 SiCl3 + H2  SiC + HCl + ••• 并沉積在熱絲上形成帶有芯(絲)材的連續(xù)SiC纖維

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