增强体分类(与“纤维”有关的文档共24张).pptx

1、增强体分类(与“纤维”有关的文档共24张)分 类n 陶瓷类氧化物：Al2 O3、Al2 O3(SiO3)3、K2TiO3 非氧化物：Si C、Si3 N4、TiB2n 高聚物类：聚芳酰胺纤维、聚乙烯纤维n 金属类：金属丝，如：W、Mon 碳纤维类n 玻璃纤维按来源：天然和人造按形态：颗粒；纤维（长短之分，粗细之分）；晶须按物质结合键和物化性能：综 合 评 价n对金属和陶瓷：对金属和陶瓷：碳、石墨纤维、各种陶瓷纤维、晶须n对有机材料：对有机材料：SiO2、石墨石墨、高聚物纤维高聚物纤维 n对水泥对水泥 碳、石墨纤维、定 义n纤维：纤维：长度大于100m且长径比大于10的丝状材料，它们可能是非晶态

2、、多晶态或单晶。n晶须：晶须：直径小于1 m，长径比为10的细长单晶粒子。纤维多为脆性材料，它的强度不是一个单值而是一个统计变量。而纤维束的强度小于单根纤维的平均强度单根纤维强度分布图单根纤维强度分布图2B（固）HCl（气）而纤维束的强度小于单根纤维的平均强度表面为玉米棒的外形特征。Al2O3+HClH2O25SiO2）杜邦公司的 FP(Al2O398 Al2O3，内层反应但基本无害应阻挡层.按物质结合键和物化性能：化学气相沉积碳 化 硅 纤 维 表 面 特 点Shahinian公司有现货13001500得到 Al2O3表面SiO2形成莫来石，以及SiO2玻璃态，填充Al2O3的缺陷，同时阻止

3、晶粒长大.（2）在硼纤维上加一层B4C、BN 或 SiC作为反化学气相沉积碳 化 硅 纤 维 表 面 特 点第二十三页，共24页。杨氏模量：275GPa（目前470GPa）玻 璃 纤 维n主要成分：二氧化硅四面体（SiO2）n制作方法：玻璃球熔池铂坩锅商用玻璃纤维的性能n直径：12 mn比重：2.482.89n热膨胀系数：2.9 7.5n拉伸强度：3.6 4.8GPan杨氏模量：70 110GPa1610e硼 纤 维n制作方法气相沉积技术1012m钨H H2 2+BCl+BCl3 3H H2 2+HCl+HCl基芯 1300 H H2 2+BCl+BCl3 3 （气）气）加热2B2B（固）固）

4、HClHCl（气）气）沉积在钨丝上通电加热硼纤维显微结构 表面为玉米棒的外形特征。粗糙的表面相当于表面缺陷，降低了纤维强度。强度：小玉米节：3.3 3.7GPa大玉米节：2.8GPa棒状：1GPa硼纤维性能特点性能：性能：密度：2.6Gpa：3.1 4.1模量：420GPa特点：特点：1.强度分散2.内层反应但基本无害3.昂贵4.外层与金属反应严重，3/cmg实验证明：实验证明：硼纤维的临界反应厚度为0.2 0.5 m改进：改进：（1）用碳丝代替钨丝 轻，细 （2）在硼纤维上加一层B4C、BN 或 SiC作为反 应阻挡层.具有SiC涂层的商品“Borsic”碳 化 硅 纤 维（化学气相沉积、高

5、分子先驱体法）化学气相沉积制作方法：化学气相沉积制作方法：在W或C丝上沉积SiC，目前用 C代替W丝。特 点n直径偏大：140 mn目前新产品：70 m 化学气相沉积碳 化 硅 纤 维 表 面 特 点1mSiCSCS23m1m6mSCS6SCS81m富碳层用于铝基3m富碳层，其中最外层和中间地带硅含量出现极大点，较的涂层，用于Ti有有6m非常细的晶粒SiC提高机械性能，用于Al聚碳硅烷合成聚碳硅烷纺丝烧结成碳化硅纤维碳 化 硅高分子先驱体法Al2O3 纤 维种类：种类：n单晶Al2O3n多晶长纤维n多晶短纤维单晶性能指标：单晶性能指标：225 m（140150 m）产量：150mm/分钟 比重

6、：4.0几乎没有缺陷 杨氏模量：275GPa（目前470GPa）拉伸强度：2.1GPaShahinian公司有现货钼坩锅多晶Al2O3纤维制法1.杜邦公司的 FP(Al2O398 Al2O3，25SiO2）氢氧化铝水氧化铝粉胶体悬浮液纺丝（成纤）失水处理 煅 烧Al2O3205 m Al2O3微粒5 m，其中98 3 m，50 0.2 m悬浮液固态沉淀物的重量百分数为80在1113MPa压力下，经直径为0.1mm的挤压嘴挤成细丝，细丝经辊子系统二次拉长100300去除水份，纤维此时出现收缩SiO2涂层13001500得到 Al2O3表面SiO2形成莫来石，以及SiO2玻璃态，填充Al2O3的缺

7、陷，同时阻止晶粒长大.2.日本住友公司生产的Al2O3 纤维 （85Al2O3，15SiO2）水硷式氯化铝（Al2(OH)nCl 6-n）聚 合胶 体成 纤脱 水煅 烧最终晶相形成900形成稳定的多晶结构Al2(OH)nCl6-n500-600Al2O3+HClH2O100300脱去x H2O含硅化合物硅酸脂（加热时生成SiO2）作用 成胶 形成莫来石Al2(OH)nCl6-nH2OAl2(OH)nCl6-n xH2O多晶短纤维nSiO2含量：550n喷吹法n甩丝法n问题：渣球碳 纤 维性能：性能：1973抗拉强度 2451MPa1982 T300 3332 3350 T400 4118MPa 分类：分类：聚丙烯腈（PAN）基、沥青基制 造 方 法200250 3001500 15002000 CH2CH2CH2CH2CHCHCHNNNCH2CH2CH2CHCHCHCCCCCCNNNCOCHCCH2CHCCHCH2NCCNNO施加张力氧化脱水脱氢、碳化石墨化聚丙烯腈（PAN）晶 须C+SiCH4、H2SiC催化剂性 能n直径：0.51.0 m n长度：1mm-几厘米n强度平均：8.4GPan最高强度：23.74GPa 典型产品为14GPan理论强度：46.3GPa