增強體材料ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 03:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 東麗 T300碳纖維 7 3530 230 美國杜 FP氧化鋁纖維 20 1380 380 日本住友氧化鋁纖維 17 1500 200 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 17 碳化硅纖維 以碳化硅為主要組分的一種陶瓷纖維； 具有良好的高溫性能、高強度、高模量和化學(xué)穩(wěn)定性。 碳化硅纖維 碳化硅 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 18 碳化硅纖維的制備方法 化學(xué)氣相沉積法 （ CVD法） 活性炭纖維轉(zhuǎn)化法 擠壓法 有機硅聚合物的 熔融紡絲裂解轉(zhuǎn)化法 （即先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法） 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 19 CVD 法是最先制造 SiC纖維復(fù)合長單絲的方法 。 1972年美國 AVCO公司利用硼纖維的制造技術(shù)，制得直徑在 100μm 以上的 SiC/W 或 SiC/C復(fù)合纖維。 SiCl4/烷烴 /氫氣等混合氣體 反應(yīng)室內(nèi) 沉積 加熱 1200℃ 直徑 的鎢絲上 直徑 33μm 的碳絲上 抗拉強度 ～ 模量 410GPa 由于鎢絲和 SiC發(fā)生反應(yīng)生成 W2C和W5Si3，在 1000℃以上時，纖維的強度急劇降低； C絲可以避免上述情況的發(fā)生。 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 20 將有機物加熱變成無機物的過程，在遠(yuǎn)古的時代便已經(jīng)利用了。 近年來發(fā)明的將聚丙烯腈等有機纖維高溫碳化后制備碳纖維的方法，在這個領(lǐng)域中已經(jīng)形成了工業(yè)化生產(chǎn)，除此以外，利用有機硅聚合物作先驅(qū)體可以制得的陶瓷纖維研究如下表： 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 21 先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法工藝流程圖 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 22 活性碳纖維轉(zhuǎn)化法的原理是：利用氣態(tài)的 SiO與多孔炭反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成 SiC纖維。 該方法包括活性炭纖維制備，在一定真空度下，于1200～ 1300℃ 下與 SiO氣體反應(yīng)并在 N2下高溫處理（ 1600℃ ）。 獲得的 SiC纖維是由 β SiC 微晶構(gòu)成，且含氧量低，僅有 %。 纖維的抗拉強度達到 1000MPa以上。 由于纖維仍存在有微孔和因為 SiO與碳轉(zhuǎn)化為 SiC時，會發(fā)生體積膨脹而造成微裂紋的產(chǎn)生導(dǎo)致強度低，但可以作高溫功能纖維使用。 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 23 SiC粉在聚合物粘接劑存在下的擠出細(xì)絲，形成的細(xì)絲再燒結(jié)固化。通常是將粒徑在～ （亞微米）和燒結(jié)助劑和過量的碳與適當(dāng)?shù)木酆衔锝M成的混合物。其工藝流程如下： 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 24 ? SiC纖維的性能及其應(yīng)用領(lǐng)域 ? SiC纖維具有抗拉強度和拉伸模量高，密度低； ? 耐熱性好，在空氣中可長期應(yīng)用于 1000～ 1100℃ 使用； ? 與金屬反應(yīng)性小，浸潤性好，在 1000℃ 以下幾乎不與金屬發(fā)生反應(yīng)； ? 纖維具有半導(dǎo)體性且隨組成不同，其電阻率在 101～106Ω cm 之間可調(diào)； ? 以先驅(qū)體法制得 SiC纖維直徑細(xì)，易編織成各種織物； ? 耐腐蝕性能優(yōu)異。 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 25 氧化鋁纖維 氧化鋁于本世紀(jì)四十年代由美國 BW公司中央研究所首先研制成功，七十年代末開始用于民用工業(yè)。 它以 Al2O3為主要成分 , 有的還含有其它金屬氧化物如 SiO2和 B2O3等成分 , 具有 長纖、短纖、晶須 等形式。 優(yōu)點 ：高強度、高模量、超常的耐熱性和耐高溫氧化性； 與碳纖維和金屬纖維相比 , 可以在更高溫度下保持很好的抗拉強度 。其表面活性好 。 同時還具有熱導(dǎo)率小 , 熱膨脹系數(shù)低 , 抗熱震性好等優(yōu)點；生產(chǎn)工藝簡單，成本低。 應(yīng)用領(lǐng)域 ：航空航天，軍工，高性能運動器材，高溫絕緣材料。 2022年 6月 1日星期三 江 蘇 大 學(xué) 26 1. 淤漿法 3. 卜內(nèi)門法 5. 基體纖維 浸漬溶液法 該法是以氧化鋁粉末為主要原料 , 同時加入分散劑、流變助劑、燒結(jié)助劑 , 分散于水中 , 制成可紡漿料，經(jīng)擠出成纖，干燥、燒結(jié)得到直徑在200um 左右的氧化鋁纖維。 氧化鋁纖維制備 該法與溶膠 凝膠法不同之處是先驅(qū)體不形成均勻
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