增强体分类课件.ppt

增强体,分类,陶瓷类氧化物：Al2O3、Al2O3(SiO3)3、K2TiO3非氧化物：SiC、Si3N4、TiB2高聚物类：聚芳酰胺纤维、聚乙烯纤维金属类：金属丝，如：W、Mo碳纤维类玻璃纤维,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,对金属和陶瓷：碳、石墨纤维、各种陶瓷纤维、晶须对有机材料：SiO2、石墨、高聚物纤维对水泥碳、石墨纤维、,定义,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、多晶态或单晶。晶须：直径小于1m，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,玻璃纤维,主要成分：二氧化硅四面体（SiO2）制作方法：,玻璃球,熔池,铂坩锅,商用玻璃纤维的性能,直径：12m比重：2.482.89热膨胀系数：2.97.5拉伸强度：3.64.8GPa杨氏模量：70110GPa,硼纤维,制作方法气相沉积技术,1012m钨,H2+BCl3,H2+HCl,H2+BCl3（气）,加热,2B（固）HCl（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：3.33.7GPa大玉米节：2.8GPa棒状：1GPa,硼纤维性能特点,性能：密度：2.6Gpa：3.14.1模量：420GPa,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，,实验证明：硼纤维的临界反应厚度为0.20.5m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、高分子先驱体法）,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。特点直径偏大：140m目前新产品：70m,化学气相沉积碳化硅纤维表面特点,1m,SiC,SCS2,3m,1m,6m,SCS6,SCS8,1m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6m非常细的晶粒SiC提高机械性能，用于Al,2019/12/14,13,可编辑,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：单晶Al2O3多晶长纤维多晶短纤维,单晶性能指标：225m（140150m）产量：150mm/分钟比重：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(Al2O398Al2O3，25SiO2）,氢氧化铝,水,氧化铝粉,胶体悬浮液,纺丝（成纤）,失水处理,煅烧,Al2O3,205m,Al2O3微粒5m，其中983m，500.2m,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)nCl6-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-n,500-600,Al2O3+HClH2O,100300脱去xH2O,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-nH2O,Al2(OH)nCl6-nxH2O,多晶短纤维,SiO2含量：550喷吹法甩丝法问题：渣球,碳纤维,性能：1973抗拉强度2451MPa1982T30033323350T4004118MPa分类：聚丙烯腈（PAN）基、沥青基,制造方法,200250,3001500,15002000,CH2,CH2,CH2,CH2,CH,CH,CH,N,N,N,CH2,CH2,CH2,CH,CH,CH,C,C,C,C,C,C,N,N,N,C,O,CH,C,CH2,CH,C,CH,CH2,N,C,C,N,N,O,施加张力氧化,脱水脱氢、碳化,石墨化,聚丙烯腈（PAN）,晶须,C+Si,CH4、H2