第六章 復合材料增強劑 陶瓷纖維

典型性能:
    直徑:100-140μm;抗張強度:3500MPa   
    彈性模量:390GPa;密度:2.68g/cm3 狀態:連續單絲。        

    硼纖維抗氧化和高溫性能較差,在400℃時可保持室溫強度的80% ;在高于500℃的氧化氣氛中幾分鐘其強度就迅速下降;在650℃時將失去所有的性能。同時其成本也較高,成本下降的潛力也不大。
   室溫下硼纖維的化學穩定性好,但表面具有活性,不需要處理就可與樹脂復合,其復合材料具有較高的層間剪切強度。對于含氮化合物親和力大于含氧化合物。但在高溫下易與大多數金屬反應,需要在纖維表面沉積保護涂層,如SiC和B4C等。
    硼纖維主要用于聚合物基和鋁基復合材料。
    2-2、氧化鋁纖維 (Alumina Fiber )
    氧化鋁纖維是多晶纖維,具有很好的機械性能以及耐熱性和抗氧化性。制備氧化鋁纖維的方法較多,有α-、γ-、δ-Al2O3 連續纖維和δ-Al2O3 短纖維。γ -Al2O3 與樹脂及熔融金屬的相容性好, 氧化鋁纖維主要用于金屬基復合材料。缺點是密度較大。
    2-3、碳化硅纖維
    碳化硅纖維具有很高的比強度、比剛度,耐腐蝕、抗熱震、熱膨脹系數小、熱傳導系數大等優點同時還具有良好的抗氧化和高溫性能,其室溫性能可保持到1200℃。其成本下降的潛力很大。適合于制備樹脂、金屬及陶瓷基復合材料。碳化硅纖維的制備方法有先驅體轉化法和 CVD法兩種。
   1)先驅體轉化法
   1975 年由日本矢島教授先研制成功。有Nicalon(尼卡?。?和Tyranno(奇拉?。﹥煞N商品。纖維呈束狀,每束500根左右,每根纖維10μm左右。 


   制備方法:
   將基體絲連續通過玻璃管狀反應器,并在加熱到1200 ~ 1300℃的同時通入適量的氯硅烷與氫氣的混合反應氣體反應氣體在熱絲上發生熱解反應生成SiC
     CH3 SiCl3 + H2  SiC + HCl + ••• 并沉積在熱絲上形成帶有芯(絲)材的連續SiC纖維