增强体分类(与“纤维”有关的文档共24张)

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,增强体分类(与“纤维”有关的文档共24张),增强体分类(与“纤维”有关的文档共24张),分 类,陶瓷类氧化物：,Al2 O3、Al2 O3(SiO3)3、K2TiO3,非氧化物：,Si C、Si3 N4、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：,第二页，共24页。,分 类 陶瓷类氧化物：Al2 O3、Al2 O,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：,SiO,2,、,石墨,、,高聚物纤维,对水泥,碳、石墨纤维、,第三页，共24页。,综 合 评 价对金属和陶瓷：第三页，共24页。,定 义,纤维：,长度大于100,m,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1,m，,长径比为10的细长单晶粒子。,第四页，共24页。,定 义纤维：第四页，共24页。,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,第五页，共24页。,纤维多为脆性材料，它的强度不是一个单值而是一个统计,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+HClH2O,25SiO2）,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,主要成分：,二氧化硅四面体,（,SiO,2,）,制作方法：,玻璃球,熔池,铂坩锅,第六页，共24页。,2B（固）HCl（气）玻 璃 纤 维主要成分：玻璃球,商用玻璃纤维的性能,直径：12,m,比重：2.48,2.89,热膨胀系数：2.9,7.5,拉伸强度：3.6,4.8,GPa,杨氏模量：70,110,GPa,第七页，共24页。,商用玻璃纤维的性能直径：12 m第七页，共24页。,硼 纤 维,制作方法,气相沉积技术,1012,m,钨,H,2,+BCl,3,H,2,+HCl,基芯 1300,H,2,+BCl,3,（,气）,加热,2B,（,固）,HCl,（,气）,沉积在钨丝上,通电加热,第八页，共24页。,硼 纤 维制作方法气相沉积技术1012m钨H2,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：3.3,3.7,GPa,大玉米节：2.8,GPa,棒状：1,GPa,第九页，共24页。,硼纤维显微结构 表面为玉米棒的外形特征。粗糙的表,硼纤维性能特点,性能：,密度：2.6,Gpa：3.1,4.1,模量：,420,GPa,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,m,改进：,（1）用碳丝代替钨丝 轻，细,（2）在硼纤维上加一层,B,4,C、BN,或,SiC,作为反,应阻挡层.具有,SiC,涂层的商品“,Borsic”,第十页，共24页。,硼纤维性能特点性能：特点：实验证明：硼纤维的临界反应厚度为0,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：140,m,目前新产品：70,m,第十一页，共24页。,碳 化 硅 纤 维（化学气相沉积、高分子先驱体法）化学气,化学气相沉积,碳 化 硅 纤 维 表 面 特 点,1,m,SiC,SCS2,3,m,1,m,6,m,SCS6,SCS8,1,m,富碳层,用于铝基,3,m,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6,m,非常细的晶粒,SiC,提高机械性能，用于,Al,第十二页，共24页。,化学气相沉积碳 化 硅 纤 维 表 面 特 点1mS,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,第十三页，共24页。,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,Al2O3,纤 维,种类：,单晶,Al2O3,多晶长纤维,多晶短纤维,第十四页，共24页。,Al2O3 纤 维种类：第十四页，共24页。,单晶性能指标：,：,225,m（140150,m）,产量：150,mm/,分钟,比重：4.0几乎没有缺陷,杨氏模量：275,GPa（,目前470,GPa）,拉伸强度：2.1,GPa,Shahinian,公司有现货,钼坩锅,第十五页，共24页。,单晶性能指标：钼坩锅第十五页，共24页。,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,Al2O3,205 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1113,MPa,压力下，经直径为0.1,mm,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.,第十六页，共24页。,多晶Al2O3纤维制法1.杜邦公司的 FP(,2.日本住友公司生产的,Al2O3,纤维,（,85Al2O3，15SiO2,）,水,硷式氯化铝（,Al,2,(OH),n,Cl,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,Al,2,(OH),n,Cl,6-n,500-600,Al,2,O,3,+HClH,2,O,100300,脱去,x,H,2,O,含硅化合物,硅酸脂（加热时生成,SiO2）,作用 成胶,形成莫来石,Al,2,(OH),n,Cl,6-n,H,2,O,Al,2,(OH),n,C,l,6-n,xH,2,O,第十七页，共24页。,2.日本住友公司生产的Al2O3 纤维水硷式氯化铝（A,多晶短纤维,SiO2,含量：550,喷吹法,甩丝法,问题：渣球,第十八页，共24页。,多晶短纤维SiO2含量：550第十八页，共24页。,碳 纤 维,性能：,1973抗拉强度 2451,MPa,1982 T300 3332 3350,T400 4118MPa,分类：,聚丙烯腈（,PAN）,基、沥青基,第十九页，共24页。,碳 纤 维性能：第十九页，共24页。,制 造 方 法,200250,3001500,1500,2000,CH,2,CH,2,CH,2,CH,2,CH,CH,CH,N,N,N,CH,2,CH,2,CH,2,CH,CH,CH,C,C,C,C,C,C,N,N,N,C,O,CH,C,CH,2,CH,C,CH,CH,2,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）,第二十页，共24页。,制 造 方 法200250 30015001500C,第二十一页，共24页。,第二十一页，共24页。,第二十二页，共24页。,第二十二页，共24页。,晶 须,C+Si,CH,4,、H,2,SiC,催化剂,第二十三页，共24页。,晶 须C+SiCH4、H2SiC催化剂第二十三页，共24,性 能,直径：0.51.0,m,长度：1,mm-,几厘米,强度平均：8.4,GPa,最高强度：23.74,GPa,典型产品为14,GPa,理论强度：46.3,GPa,第二十四页，共24页。,性 能直径：0.51.0 m 第二十四页，共24页。,感谢聆听,感谢聆听,