复合材料学 第三章 复合材料的增强材料02

1、复复 合合 材材 料料 学学 专专 业：无机非金属材料业：无机非金属材料 教教 师：孙彦彬师：孙彦彬 3.2 碳纤维碳纤维 碳纤维是由有机纤维经固相反应转变而成碳纤维是由有机纤维经固相反应转变而成的纤维状聚合物碳，是一种非金属材料。它的纤维状聚合物碳，是一种非金属材料。它不属于有机纤维范畴，但从制法上看，它又不属于有机纤维范畴，但从制法上看，它又不同于普通无机纤维。碳纤维性能优异，不不同于普通无机纤维。碳纤维性能优异，不仅重量、比强度大、模量高，而且耐热性高仅重量、比强度大、模量高，而且耐热性高以及化学稳定性好以及化学稳定性好(除硝酸等少数强酸外，几除硝酸等少数强酸外，几乎对所有药品均稳定，对

2、碱也稳定乎对所有药品均稳定，对碱也稳定)。其制品。其制品具有非常优良的具有非常优良的X射线透过性，阻止中子透射线透过性，阻止中子透过性，还可赋予塑料以导电性和导热性。以过性，还可赋予塑料以导电性和导热性。以碳纤维为增强剂的复合材料具有比钢强比铝碳纤维为增强剂的复合材料具有比钢强比铝轻的特性，是一种目前最受重视的高性能材轻的特性，是一种目前最受重视的高性能材料料之一。之一。 它在航空航天，军事、工业、体育它在航空航天，军事、工业、体育器材等许多方面有着广泛的用途。器材等许多方面有着广泛的用途。一、碳纤维的分类一、碳纤维的分类 碳纤维种类很多，一般可以根据原丝的类碳纤维种类很多，一般可以根据原丝的

3、类型、碳纤维的性能和用途进行分类。型、碳纤维的性能和用途进行分类。1 1、根据碳纤维的性能分类、根据碳纤维的性能分类 (1)(1)高性能碳纤维高性能碳纤维 在高性能碳纤维中有高强度碳纤维，高模在高性能碳纤维中有高强度碳纤维，高模量碳纤维、中模量碳纤维等。量碳纤维、中模量碳纤维等。 (2)(2)低性能碳纤维低性能碳纤维 这类碳纤维有耐火纤维、碳质纤维、石墨这类碳纤维有耐火纤维、碳质纤维、石墨纤维等。纤维等。2 2、根据原丝类型分类、根据原丝类型分类 (1)(1)聚丙烯腈基纤维聚丙烯腈基纤维 (2)(2)粘胶基碳纤维粘胶基碳纤维 (3)(3)沥青基碳纤维沥青基碳纤维 (4)(4)木质素纤维基碳纤维

4、木质素纤维基碳纤维 (5)(5)其他有机纤维基其他有机纤维基( (各种天然纤维，再生各种天然纤维，再生纤维、缩合多环芳香族合成纤维纤维、缩合多环芳香族合成纤维) )碳纤维碳纤维。3 3、根据碳纤维功能分类、根据碳纤维功能分类 (1)(1)受力结构用碳纤维受力结构用碳纤维 (2)(2)耐焰碳纤维耐焰碳纤维 (3)(3)活性碳纤维活性碳纤维( (吸附活性吸附活性) ) (4) (4)导电用碳纤维导电用碳纤维 (5)(5)润滑用碳纤维润滑用碳纤维 (6)(6)耐磨用碳纤维耐磨用碳纤维二、碳纤维的制造二、碳纤维的制造 碳纤维是一种以碳为主要成分的纤维状材碳纤维是一种以碳为主要成分的纤维状材料。它不同于

5、有机纤维或无机纤维，不能用料。它不同于有机纤维或无机纤维，不能用熔融法或溶液法直接纺丝，只能以有机物为熔融法或溶液法直接纺丝，只能以有机物为原料，采用间接方法制造。制造方法可分为原料，采用间接方法制造。制造方法可分为两种类型，即气相法和有机纤维碳化法。两种类型，即气相法和有机纤维碳化法。 气相法是在惰性气氛中小分子有机物气相法是在惰性气氛中小分子有机物( (如如烃或芳烃等烃或芳烃等) )在高温下沉积成纤维。用这种方在高温下沉积成纤维。用这种方法只能制造晶须或短纤维，不能制造连续长法只能制造晶须或短纤维，不能制造连续长丝。丝。 有机纤维碳化法是先将有机纤维经过稳定有机纤维碳化法是先将有机纤维经过

6、稳定 化处理变成耐焰纤维，然后再在惰性气氛中，化处理变成耐焰纤维，然后再在惰性气氛中，于高温下进行焙烧碳化，使有机纤维失去部于高温下进行焙烧碳化，使有机纤维失去部分碳和其它非碳原子，形成以碳为主要成分分碳和其它非碳原子，形成以碳为主要成分的纤维状物。此法可制造连续长纤维。的纤维状物。此法可制造连续长纤维。 天然纤维，再生纤维和合成纤维都可用来制天然纤维，再生纤维和合成纤维都可用来制备碳纤维。选择的条件是加热时不熔融，可备碳纤维。选择的条件是加热时不熔融，可牵伸，且碳纤维产率高。牵伸，且碳纤维产率高。到目前为止，制作碳纤维的主要原料有三种：到目前为止，制作碳纤维的主要原料有三种： 人造丝人造丝(

7、粘胶纤维粘胶纤维)； 聚丙烯腈聚丙烯腈(PAN)纤维，它不同于腈纶毛线；纤维，它不同于腈纶毛线； 沥青，沥青， 它或是通过熔融拉丝成各向同性它或是通过熔融拉丝成各向同性 的纤维，或者是从液晶中间相拉丝而成的，这的纤维，或者是从液晶中间相拉丝而成的，这种纤维是具有高模量的各向异性纤维。制造种纤维是具有高模量的各向异性纤维。制造高强度高模量碳纤维多选聚丙烯腈为原料。高强度高模量碳纤维多选聚丙烯腈为原料。 无论用何种原丝纤维来制造碳纤维，都要无论用何种原丝纤维来制造碳纤维，都要经过五个阶段：经过五个阶段： (1)拉丝：拉丝：可用湿法、干法或者熔融状态三可用湿法、干法或者熔融状态三种任意一种方法进行。

8、种任意一种方法进行。 (2)牵伸：牵伸：在室温以上，通常是在室温以上，通常是100300范围内进行，范围内进行，W.Watt首先发现结晶定向纤维首先发现结晶定向纤维的拉伸效应，而且这效应控制着最终纤维的的拉伸效应，而且这效应控制着最终纤维的模量。模量。 (3)稳定：稳定：通过通过400加热氧化的方法。这加热氧化的方法。这显著地降低所有的热失重，并因此使保证高度显著地降低所有的热失重，并因此使保证高度石墨化和取得更好的性能。石墨化和取得更好的性能。 (4)碳化：碳化：在在10002000范围内进行。范围内进行。 (5)石墨化：石墨化：在在20003000范围内进行。范围内进行。三、碳纤维的性能三

9、、碳纤维的性能1、力学性能、力学性能 碳纤维的应力碳纤维的应力-应变曲线为一直线，伸长小，应变曲线为一直线，伸长小，断裂过程在瞬间完成，不发生屈服。碳纤维断裂过程在瞬间完成，不发生屈服。碳纤维轴向分子间的结合力比石墨大，所以它的抗轴向分子间的结合力比石墨大，所以它的抗张强度和模量都明显高于石墨，而径向分子张强度和模量都明显高于石墨，而径向分子间的作用力弱，抗压性能较差，轴向抗压强间的作用力弱，抗压性能较差，轴向抗压强度仅为抗张强度的度仅为抗张强度的10%30%，而且不能结，而且不能结节。节。 2、碳纤维的物理性能、碳纤维的物理性能 比重在比重在1.52.0之间，这除与原丝结构有关之间，这除与原

10、丝结构有关外，主要决定于碳化处理的温度。一般经过外，主要决定于碳化处理的温度。一般经过高温高温(3000)石墨化处理，比重可达石墨化处理，比重可达2.0。 热膨胀系数与其它类型纤维不同，它有各热膨胀系数与其它类型纤维不同，它有各向异性的特点。平行于纤维方向是负值向异性的特点。平行于纤维方向是负值(-0.72-0.9010-6-1-1)，而垂直于纤维方向是正值，而垂直于纤维方向是正值(322210-6-1-1)。 比热一般为比热一般为7.1210-1KJ()。导热率有。导热率有方向性，平行于纤维方向导热率为方向性，平行于纤维方向导热率为0.04卡卡/秒秒厘米厘米度，而垂直于纤维轴方向为度，而垂直

11、于纤维轴方向为0.002卡卡/秒秒厘米厘米度。导热率随温度升高而下降。度。导热率随温度升高而下降。 比电阻与纤维的类型有关，在比电阻与纤维的类型有关，在25时，高时，高模量纤维为模量纤维为775cm，高强度碳纤维为，高强度碳纤维为1500cm。碳纤维的电动势为正值，而铝。碳纤维的电动势为正值，而铝合金的电力势为负值。因此当碳纤维复合材合金的电力势为负值。因此当碳纤维复合材料与铝合金组合应用时会发生电化学腐蚀。料与铝合金组合应用时会发生电化学腐蚀。 3、碳纤维的化学性能、碳纤维的化学性能 碳纤维的化学性能与碳很相似。它除能碳纤维的化学性能与碳很相似。它除能被强氧化剂氧化外，对一般酸碱是惰性的。被

12、强氧化剂氧化外，对一般酸碱是惰性的。在空气中温度高于在空气中温度高于400时，刚出现明显的氧时，刚出现明显的氧化，生成化，生成CO和和CO2。在不接触空气或氧化气。在不接触空气或氧化气氛时，碳纤维具有突出的耐热性，与其它类氛时，碳纤维具有突出的耐热性，与其它类型材料比较，型材料比较， 碳纤维要在高于碳纤维要在高于1500强度才强度才 开始下降，而其它材料包括开始下降，而其它材料包括Al2O3晶须性能已晶须性能已大大下降。另外，碳纤维还有良好的耐低温大大下降。另外，碳纤维还有良好的耐低温性能，如在液氮温度下也不脆化。它还有耐性能，如在液氮温度下也不脆化。它还有耐油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体和

13、减速油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体和减速中子等特性。中子等特性。3.3 芳纶纤维芳纶纤维(有机纤维有机纤维) 芳纶纤维是指聚芳酰胺纤维。国外商品牌芳纶纤维是指聚芳酰胺纤维。国外商品牌号叫凯芙拉号叫凯芙拉(Kevlar)纤维，我国暂命名为芳纶纤维，我国暂命名为芳纶纤维，有时也称有机纤维。纤维，有时也称有机纤维。 芳纶纤维有三种牌号：芳纶、芳纶芳纶纤维有三种牌号：芳纶、芳纶-29、芳、芳纶纶-49它们的用途各不相同，芳纶主要用于橡它们的用途各不相同，芳纶主要用于橡胶增强，制造轮胎、三角皮带、同步带等。胶增强，制造轮胎、三角皮带、同步带等。芳纶芳纶-29主要用于绳索、电缆、涂漆织物、带和主要用于绳

14、索、电缆、涂漆织物、带和带状物，以及防弹背心等。芳纶带状物，以及防弹背心等。芳纶-49用于航空、用于航空、宇航、造船工业的复合材料制件。宇航、造船工业的复合材料制件。一、芳纶纤维的性能特点一、芳纶纤维的性能特点1、力学性能、力学性能 芳纶纤维的特点是拉伸强度高。单丝强度芳纶纤维的特点是拉伸强度高。单丝强度可达可达3773MPa；254mm长的纤维束的拉伸强长的纤维束的拉伸强度为度为2744Mpa，大约为铝的，大约为铝的5倍。芳纶纤维的倍。芳纶纤维的冲击性能好，大约为石墨纤维的冲击性能好，大约为石墨纤维的6倍，为硼纤倍，为硼纤维的维的3倍，为玻璃纤维的倍，为玻璃纤维的0.8倍。倍。 芳纶纤维的弹

15、性模量高，可达芳纶纤维的弹性模量高，可达1.271.577105 MPa， 比玻璃纤维高一倍，比玻璃纤维高一倍， 为碳为碳 纤维的纤维的0.8倍。芳纶纤维的断裂伸长在倍。芳纶纤维的断裂伸长在3%左右，左右，接近玻璃纤维，高于其它纤维。用它与碳纤接近玻璃纤维，高于其它纤维。用它与碳纤维混杂将能大大提高纤维复合材料的冲击性维混杂将能大大提高纤维复合材料的冲击性能。能。 芳纶纤维的密度小，比重芳纶纤维的密度小，比重1.441.45，只有，只有铝的一半，因此它有高的比强度与比模量。铝的一半，因此它有高的比强度与比模量。 2、芳纶纤维的热稳定性、芳纶纤维的热稳定性 有良好的热稳定性，耐火而不熔，当温度达

16、有良好的热稳定性，耐火而不熔，当温度达487时尚不熔化，但开始碳化。所以高温作时尚不熔化，但开始碳化。所以高温作用下，它直至分解不发生变形，能长期在用下，它直至分解不发生变形，能长期在180下使用，在下使用，在150下作用一周后强度、下作用一周后强度、模量不会下降，即使在模量不会下降，即使在200下，一周后强度下，一周后强度 降低降低15，模量降低，模量降低4，另外在低温，另外在低温(-60)不发生脆化亦不降解。不发生脆化亦不降解。 热膨胀系数具有各向异性的特点。纵向热热膨胀系数具有各向异性的特点。纵向热膨胀系数在膨胀系数在0100时为时为-2106/； 在在100200时为时为-4106/。

17、横向热膨胀系数为。横向热膨胀系数为59106/。 3、芳纶纤维的化学性能、芳纶纤维的化学性能 有良好的耐介质性能，对中性化学药品的有良好的耐介质性能，对中性化学药品的抵抗力一般是很强的，但易受各种酸碱的侵抵抗力一般是很强的，但易受各种酸碱的侵蚀，尤其是强酸的侵蚀；耐水性也不好，这蚀，尤其是强酸的侵蚀；耐水性也不好，这是由于在分子结构中存在着极性酰氨基；湿是由于在分子结构中存在着极性酰氨基；湿度对纤维的影响，度对纤维的影响， 类似于尼龙或聚酯。类似于尼龙或聚酯。 在低在低 湿度（湿度（20相对湿度）下吸湿率为相对湿度）下吸湿率为1%，但在高，但在高湿度（湿度（85相对湿度）下，可达相对湿度）下，

18、可达7%。 二、芳纶纤维的结构二、芳纶纤维的结构 芳纶纤维是对苯二甲酰对苯二胺的聚合体，芳纶纤维是对苯二甲酰对苯二胺的聚合体，经溶解转为液晶纺丝而成。其化学结构式如下经溶解转为液晶纺丝而成。其化学结构式如下: 从其化学结构可知，纤维材料基本结构为从其化学结构可知，纤维材料基本结构为长链状聚酰胺，即结构中含有酰氨键，其中长链状聚酰胺，即结构中含有酰氨键，其中至少至少85的酰胺直接键合在芳香环上，这种的酰胺直接键合在芳香环上，这种刚硬的直线状分子键在纤维轴向是高度定向刚硬的直线状分子键在纤维轴向是高度定向的，各聚合物链是由氢键作横向连结。这种的，各聚合物链是由氢键作横向连结。这种在沿纤维方向的强共

19、价键和横向弱的氢键，在沿纤维方向的强共价键和横向弱的氢键，将是造成芳纶纤维力学性能各向异性的原因，将是造成芳纶纤维力学性能各向异性的原因，即纤维的纵向强度高，而横向强度低。即纤维的纵向强度高，而横向强度低。 芳纶纤维的化学链主要由芳环组成。这种芳纶纤维的化学链主要由芳环组成。这种芳环结构具有高的刚性，并使聚合物链呈伸芳环结构具有高的刚性，并使聚合物链呈伸展状态而不是折叠状态，形成棒状结构，因展状态而不是折叠状态，形成棒状结构，因而纤维具有高的模量。而纤维具有高的模量。 芳纶纤维分子链是线芳纶纤维分子链是线 性结构，这又使纤维能有效地利用空间而具有性结构，这又使纤维能有效地利用空间而具有高的填充

20、效率的能力，在单位体积内可容纳高的填充效率的能力，在单位体积内可容纳很多聚合物。这种高密度的聚合物具有较高很多聚合物。这种高密度的聚合物具有较高的强度。的强度。 三、用途三、用途 目前，芳纶纤维总产量的目前，芳纶纤维总产量的43用于轮胎的用于轮胎的帘子线（芳纶帘子线（芳纶-29），），31用于复合材料，用于复合材料，17.5用于绳索类和防弹衣，用于绳索类和防弹衣，8.5用于其它。用于其它。芳纶纤维作为增强材料，树脂作为基体的增强芳纶纤维作为增强材料，树脂作为基体的增强塑料（复合材料），在航空航天方面的应用，塑料（复合材料），在航空航天方面的应用，仅次于碳纤维，成为必不可少的材料。仅次于碳纤维，

21、成为必不可少的材料。 1、航空方面：、航空方面：各种整流罩、窗框、天花板、各种整流罩、窗框、天花板、地板、舱壁、方向舵、行李架等。地板、舱壁、方向舵、行李架等。 2、航天方面：、航天方面：火箭发动机壳体、压力容器、火箭发动机壳体、压力容器、宇宙飞船的驾驶舱以及通风管道等。宇宙飞船的驾驶舱以及通风管道等。 3、其它军事应用：、其它军事应用：飞机、坦克、装甲车、艇飞机、坦克、装甲车、艇的防弹构件、头盔和防弹衣等。的防弹构件、头盔和防弹衣等。 4、民用：、民用：造船业、汽车、体育器具。如：曲造船业、汽车、体育器具。如：曲棍球棒、高尔夫球棒、网球拍、标枪、钓鱼棍球棒、高尔夫球棒、网球拍、标枪、钓鱼杆等

22、。杆等。 3.4 其它纤维其它纤维 一、碳化硅纤维一、碳化硅纤维 碳化硅纤维是以碳和硅为主要组分的一种碳化硅纤维是以碳和硅为主要组分的一种 陶瓷纤维，这种纤维具有良好的高温性能、高陶瓷纤维，这种纤维具有良好的高温性能、高强度、高模量和化学稳定性。主要用于增强强度、高模量和化学稳定性。主要用于增强金属和陶瓷，制成耐高温的金属或陶瓷基复金属和陶瓷，制成耐高温的金属或陶瓷基复合材料。碳化硅纤维的制造方法主要有两合材料。碳化硅纤维的制造方法主要有两种种化学气相沉积法和烧结法化学气相沉积法和烧结法(有机聚合物转有机聚合物转化法化法)。化学气相法生产的碳化硅纤维是直径。化学气相法生产的碳化硅纤维是直径为为

23、95140m的单丝，而烧结法生产的碳化的单丝，而烧结法生产的碳化硅纤维是直径为硅纤维是直径为10m的细纤维，一般由的细纤维，一般由500根纤维组成的丝束为商品。根纤维组成的丝束为商品。 1、碳化硅纤维的性能：、碳化硅纤维的性能： (1)力学性能：力学性能： 强度与韧性接近于硼纤维强度与韧性接近于硼纤维 (2)热性能热性能 具有优良的耐热性能，在具有优良的耐热性能，在1000以下，力以下，力学性能基本不变，可长期使用，当温度超过学性能基本不变，可长期使用，当温度超过1300时，其性能才开始下降，是耐高温的时，其性能才开始下降，是耐高温的好材料。好材料。 (3)耐化学性能耐化学性能 具良好的耐化学

24、性能，在具良好的耐化学性能，在80下耐强酸下耐强酸（HCl、H2SO4、HNO3），用），用30% NaOH浸浸蚀蚀20h后，仅失重后，仅失重1%以下，力学性能不变，以下，力学性能不变，它与金属在它与金属在1000以下也不发生反应，而且以下也不发生反应，而且有很好的浸润性，有益于金属复合。有很好的浸润性，有益于金属复合。 (4)耐辐照和吸波性能耐辐照和吸波性能 碳化硅纤维在通量为碳化硅纤维在通量为3.21010中子秒的中子秒的快中子辐照快中子辐照1.5小时，碳化硅纤维强度无明显小时，碳化硅纤维强度无明显降低。降低。 2、碳化硅纤维的应用、碳化硅纤维的应用 由于碳化硅纤维具有耐高温、耐腐蚀、耐辐

25、由于碳化硅纤维具有耐高温、耐腐蚀、耐辐射的三耐性能，是一种耐热的理想材料。用射的三耐性能，是一种耐热的理想材料。用碳化硅纤维编织成双向和三向织物，已用于碳化硅纤维编织成双向和三向织物，已用于高温传送带、过滤材料，如汽车的废气过滤高温传送带、过滤材料，如汽车的废气过滤器等。碳化硅复合材料已用于喷气发动机涡器等。碳化硅复合材料已用于喷气发动机涡轮叶片，飞机螺旋桨等受力部件透平主动轴轮叶片，飞机螺旋桨等受力部件透平主动轴等。等。 在军事上，作为大口径军用步枪金属基复在军事上，作为大口径军用步枪金属基复 合枪筒套管，合枪筒套管，M-1作战坦克履带、火箭推进剂作战坦克履带、火箭推进剂传送系统，先进战术战

26、斗机的垂直安定面，传送系统，先进战术战斗机的垂直安定面，导弹尾部，火箭发动机外壳，鱼雷壳体等。导弹尾部，火箭发动机外壳，鱼雷壳体等。 二、硼纤维二、硼纤维 硼纤维是一种将硼元素通过高温化学气相硼纤维是一种将硼元素通过高温化学气相法沉积在钨丝表面制成的高性能增强纤维，法沉积在钨丝表面制成的高性能增强纤维，具有很高的比强度和比模量，也是制造金属具有很高的比强度和比模量，也是制造金属复合材料最早采用的高性能纤维。用硼铝复复合材料最早采用的高性能纤维。用硼铝复合材料制成的航天飞机主舱框架强度高、刚合材料制成的航天飞机主舱框架强度高、刚性好，代替铝合金骨架减轻重量性好，代替铝合金骨架减轻重量44，取得，

27、取得了十分显著的效果，也有力地促进了硼纤维了十分显著的效果，也有力地促进了硼纤维金属基复合材料的发展。金属基复合材料的发展。 硼纤维具有良好的力学性能，强度高、模硼纤维具有良好的力学性能，强度高、模量高、密度小、弯曲强度比拉伸强度高，其量高、密度小、弯曲强度比拉伸强度高，其平均拉伸强度为平均拉伸强度为310Mpa，拉伸模量为，拉伸模量为420Gpa。硼纤维在空气中的拉伸强度随温度。硼纤维在空气中的拉伸强度随温度升高而降低，在升高而降低，在200左右硼纤维性能基本不左右硼纤维性能基本不变，而在变，而在315、1 000小时硼纤维强度将损小时硼纤维强度将损失失70，而加热到，而加热到650时硼纤维

28、强度将完全时硼纤维强度将完全丧失。丧失。 在室温下，硼纤维的化学稳定性好，但表在室温下，硼纤维的化学稳定性好，但表面具有活性，不需要处理就能与树脂进行复面具有活性，不需要处理就能与树脂进行复合，而且所制得的复合材料具有较高的层间合，而且所制得的复合材料具有较高的层间剪切强度。剪切强度。 对于含氮化合物，对于含氮化合物， 亲和力大于含亲和力大于含 氧化合物。在高温下，易与大多数金属发生反氧化合物。在高温下，易与大多数金属发生反应。应。 由于涂层材料不同，硼纤维的密度在由于涂层材料不同，硼纤维的密度在2.52.65gcm3范围内变化，热膨胀系数为范围内变化，热膨胀系数为4.685.04106/。

29、三、晶须三、晶须 晶须是目前已知纤维中强度最高的一种，晶须是目前已知纤维中强度最高的一种，其机械强度几乎等于相邻原子间的作用力。其机械强度几乎等于相邻原子间的作用力。晶须高强的原因，主要由于它的直径非常小，晶须高强的原因，主要由于它的直径非常小，容纳不下能使晶体削弱的空隙、位错和不完容纳不下能使晶体削弱的空隙、位错和不完整等缺陷。晶须材料的内部结构完整，使它整等缺陷。晶须材料的内部结构完整，使它的强度不受表面完整性的严格限制。的强度不受表面完整性的严格限制。 晶须分晶须分 为陶瓷晶须和金属晶须两类，用作增强材料的为陶瓷晶须和金属晶须两类，用作增强材料的主要是陶瓷晶须。陶瓷晶须的直径只有几个主要

30、是陶瓷晶须。陶瓷晶须的直径只有几个微米，断面呈多角状，长度一般为几厘米。微米，断面呈多角状，长度一般为几厘米。晶须兼有玻璃纤维和硼纤维的优良性能。它晶须兼有玻璃纤维和硼纤维的优良性能。它具有玻璃纤维的延伸率具有玻璃纤维的延伸率(34)和硼纤维和硼纤维的弹性模量的弹性模量(4.27.0106Mpa)，氧化铝晶，氧化铝晶须在须在2070高温下，仍能保持高温下，仍能保持7000MPa的拉的拉伸强度。伸强度。 晶须没有显著的疲劳效应，切断、磨粉或晶须没有显著的疲劳效应，切断、磨粉或其它的施工操作，都不会降低其强度。其它的施工操作，都不会降低其强度。 晶须在复合材料中的增强效果与其品种、晶须在复合材料中

31、的增强效果与其品种、用量关系极大，根据实践经验：用量关系极大，根据实践经验： 1. 作为硼纤维、碳纤维及玻璃纤维的补充增作为硼纤维、碳纤维及玻璃纤维的补充增强材料，加入强材料，加入15晶须，强度有明显的晶须，强度有明显的提高。提高。 2. 加入加入550晶须对模压复合材料和浇注晶须对模压复合材料和浇注复合材料的强度能成倍增加。复合材料的强度能成倍增加。 3. 在层压板复合材料中，加入在层压板复合材料中，加入5070的晶的晶须，能使其强度增长许多倍。须，能使其强度增长许多倍。 4. 在定向复合材料中，加入在定向复合材料中，加入7090的晶须，的晶须，往往可以使其强度提高一个数量级，定向复往往可以

32、使其强度提高一个数量级，定向复合材料所用的晶须制品为浸渍纱和定向带。合材料所用的晶须制品为浸渍纱和定向带。 5. 对于高强度、低密度的晶须构架，胶结剂对于高强度、低密度的晶须构架，胶结剂 只须相互接触就可把晶须粘结起来，因此晶须只须相互接触就可把晶须粘结起来，因此晶须含量可高达含量可高达9095。 晶须复合材料由于价格昂贵，目前主要用晶须复合材料由于价格昂贵，目前主要用在空间和尖端技术上，在民用方面主要用于在空间和尖端技术上，在民用方面主要用于合成牙齿、骨骼及直升飞机的旋翼和高强离合成牙齿、骨骼及直升飞机的旋翼和高强离心机等。心机等。 四、氧化铝纤维四、氧化铝纤维 以以Al2O3为主要纤维组分的陶瓷纤维统称为主要纤维组