增强体分类课件

增强体增强体分类分类陶瓷类——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：增强体分类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、

增强体分类定义纤维：长度大于100μm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1μm，长径比为10的细长单晶粒子。增强体分类纤维多为脆性材料，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增强体分类玻璃纤维主要成分：二氧化硅四面体（

SiO2

）制作方法：玻璃球熔池铂坩锅增强体分类商用玻璃纤维的性能直径：12μm比重：2.48～2.89热膨胀系数：2.9～7.5×拉伸强度：3.6～4.8GPa杨氏模量：70～110GPa增强体分类硼纤维制作方法——气相沉积技术10－12μm钨H2+BCl3H2+HCl基芯1300℃H2+BCl3（气）加热2B（固）＋HCl（气）沉积在钨丝上通电加热增强体分类硼纤维显微结构

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增强体分类硼纤维性能特点性能：密度：2.6Gpa：3.1～4.1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0.2～0.5

μm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”增强体分类碳化硅纤维

（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：140μm目前新产品：70μm

增强体分类化学气相沉积碳化硅纤维表面特点

1μmβ－SiCSCS－23μm1μm6μmSCS－6SCS－81μm富碳层用于铝基3μm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6μm非常细的晶粒SiC提高机械性能，用于Al增强体分类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增强体分类Al2O3纤维种类：单晶α－Al2O3多晶长纤维多晶短纤维αθγ增强体分类单晶性能指标：Φ：225μm（140－150μm）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公司有现货钼坩锅增强体分类多晶α－Al2O3纤维制法1.杜邦公司的FP——(α－Al2O398％Al2O3，2－5％SiO2）氢氧化铝水氧化铝粉胶体悬浮液纺丝（成纤）失水处理煅烧α－Al2O3Φ20±5μmAl2O3微粒＜5μm，其中98％＜3μm，50％＜0.2μm悬浮液固态沉淀物的重量百分数为80％在11－13MPa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100－300℃去除水份，纤维此时出现收缩SiO2涂层1300－1500℃得到α－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.增强体分类2.日本住友公司生产的γ－Al2O3纤维——（85％Al2O3，15％SiO2）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-n500-600℃Al2O3+HCl↑＋H2O↑100－300℃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-n＋H2OAl2(OH)nCl6-n·xH2O增强体分类多晶短纤维SiO2含量：5－50％喷吹法甩丝法问题：渣球增强体分类碳纤维性能：1973抗拉强度2451MPa1982T－3003332－3350T－4004118MPa分类：聚丙烯腈（PAN）基、沥青基增强体分类制造方法200－250℃300－1500

℃1500－2000℃CH2CH2CH2CH2CHCHCHNNNCH2CH2CH2CHCHCHCCCCCCNNNCOCHCCH2CHCCHCH2NCCNNO施加张力氧化脱水脱氢、碳化石墨化聚丙烯腈（PAN）增强体分类增强体分类增强体分类晶须C+Si