复合材料第三章复合材料的增强体-碳化硅纤维.ppt

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文档介绍

* * 5.1 概述 5.2 碳化硅纤维的制备 5.3 碳化硅纤维的结构 5.4 碳化硅纤维的性能 5.5 碳化硅纤维的应用 §5 碳化硅纤维 碳化硅纤维具有很高的比强度、比刚度,耐腐蚀、抗热震、热膨胀系数小、热传导系数大等优点。 碳化硅纤维还具有良好的抗氧化和高温性能(其室温性能可保持到1200?C) 碳化硅纤维成本下降的潜力很大。 适合于制备树脂、金属及陶瓷基复合材料。 5.1 概 述 5.2 碳化硅纤维的制备 碳化硅纤维的制备方法有 先驱体转化法 和 CVD法 两种。 (1)先驱体转化法: 1975年由日本的关岛教授首先研制成功,有Nicalon 和Tyranno两种商品。纤维呈束状,每束500根左右,每根纤维 10 ?m 左右。先驱体转化法制备碳化硅纤维工艺流程:聚碳硅烷合成、聚碳硅烷纺丝、不熔化处理、烧结等阶段。 (2)CVD法: 将基体丝连续通过玻璃管状反应器,并在加热到1200 ~ 1300?C的同时通入适量的氯硅烷与氢气的混合反应气体,反应气体在热丝上发生热解反应生成SiC并沉积在热丝上形成带有芯(丝)材的连续SiC纤维。 CH3 SiCl3 + H2 ? SiC? + HCl? + ??? 芯材: 制备SiC纤维所采用的基体丝有连续碳丝(直径33μm左右)和钨丝(直径12μm左右),制备的单丝直径为100 ? 140 微米。 表面涂层处理: 为了缓解SiC沉积所形成的表面损伤敏感性和改善复合材料的界面状况,在制备SiC纤维的同时可对纤维表面进行不同的涂层处理。 5.3 碳化硅纤维的结构 研究表明碳化硅纤维中含有β—SiC微晶及少量石墨微晶和α—石英微晶,这些微晶大小约为5纳米左右,因此可以认为 碳化硅纤维是由β—SiC微晶、少量石墨微晶和α—石英微晶组成的均匀分散体。 5.4 碳化硅纤维的性能 (1)力学性能:优异力学性能(均匀分散的微晶凝聚力大) 表3.

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