晶須增強陶瓷

晶須增強陶瓷60年代末期研制的一種新型陶瓷基復(fù)合材料。已經(jīng)使用的主要增強體有SiC、Si 3N 4、Al 2O 3、AlN晶須及其混合物等，其形態(tài)為桿狀和針狀，直徑一般<30um，長徑比一般<200；基體主要有Al 2O 3、Si 3N 4、SiC、莫來石、SiO 2等。晶須體積含量一般<40%。突出的性能特點是提高了陶瓷的韌性，其斷裂韌度比陶瓷提高2~5倍，熱震抗力明顯改善，耐高溫，且性能分散度大大減少。以Al 2O 3-SiC w為代表，在Al 2O 3基體中加入20vol%SiC晶須，其彎曲強度可達650~800MPa，斷裂韌度8.5~11.0MPam 1/2。其特點是高溫下(<1000℃)仍能保持高的韌性，而相變增韌陶瓷在400~600℃時斷裂韌性就急劇下降，可用來制造切削刀具等。

晶須增強陶瓷基本信息

中文名 晶須增強陶瓷 外文名 whisker reinforced ceramics
主要增強體 SiC、Si3N4、Al2O3、AlN晶須 直????徑 一般<30um>
長徑比 一般 晶須體積含量 一般

以晶須為增強體、陶瓷為基體，通過復(fù)合工藝制得的新型陶瓷材料。它既保留了陶瓷基體的主要特性,又通過晶須的增強增韌作用，改善了陶瓷基體的性能。材料可以用外加晶須與基體原料混合、成型、燒結(jié)而成(稱外加晶須補強陶瓷基復(fù)合材料)；也可以在一定溫度下熱處理，使坯體內(nèi)部生長出晶須，然后燒結(jié)而成(稱原位生長晶須補強陶瓷基復(fù)合材料)，前一種工藝容易控制晶須含量，但難以清除晶須團聚現(xiàn)象，后者可以實現(xiàn)晶須均勻分布，但含量難以精確控制。合理的界面狀態(tài)有利于發(fā)揮晶須作用，獲得優(yōu)越性能。晶須增強陶瓷基材料比單一陶瓷材料性能好，但價格相對較高，主要用于國防工業(yè)航空航天以及精密機械零件等方面。

晶須增強陶瓷造價信息

市場價 信息價 詢價
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
（除稅）		 工程建議價
（除稅）		 行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報價日期
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材料名稱 規(guī)格/型號 除稅
信息價		 含稅
信息價		 行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時間
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材料名稱 規(guī)格/需求量 報價數(shù) 最新報價
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(1)從熔體中直接制造纖維的方法。這種方法是在電弧爐或電阻爐中將原料熔化后，再用橫向氣流吹絲制成纖維。玻璃纖維、硅酸鋁纖維即是用這一方法制取的。

(2)原料纖維熱分解的方法。例如，碳纖維材料就是用天然纖維或合成纖維（如聚丙烯腈）經(jīng)過熱裂解后制得的。碳纖維的機械性質(zhì)與熱裂解溫度密切相關(guān)，1500～1600℃進行熱裂解可達到強度的最大值。

(3)化學(xué)氣相沉積的方法(CVD法)。這種方法常用于制取碳化物、氮化物和硼纖維等材料。陶瓷材料在外加負荷作用下，容易在裂紋尖端處產(chǎn)生應(yīng)力集中，并因裂紋迅速擴展，呈現(xiàn)脆性斷裂。而在纖維增強陶瓷復(fù)合材料中，主要載荷由增強纖維所承受，且當裂紋擴展遇到纖維時，纖維即可把剩余的能量吸收掉，阻止裂紋的延伸，從而提高了陶瓷基體的強度和韌性。

晶須增強陶瓷基復(fù)合材料的性能比短纖維增強陶瓷基復(fù)合材料優(yōu)越，它具有較好的斷裂韌性、優(yōu)異的耐高溫蠕變性能、均一的強度以及較高的耐磨損性和耐腐蝕性。但這類材料的斷裂韌性往往低于連續(xù)纖維增強的陶瓷基復(fù)合材料。碳化硅晶須的加入會使氮化硅的燒結(jié)變得更困難，引入燒結(jié)助劑后可改善其燒結(jié)性能，所得復(fù)合材料具有較高強度。但是燒結(jié)助劑在提高燒結(jié)性能的同時也帶來了副作用，形成了玻璃相，這種玻璃相在高溫下與晶須及基體間的結(jié)合強度都很低，且玻璃相本身的強度低，對晶須還有強烈的腐蝕作用，從而會造成晶須強度下降，因此對復(fù)合材料的高溫強度不利。一般情況下，該復(fù)合材料的強度和韌性隨碳化硅晶須含量的增加而提高。

晶須增強陶瓷常見問題

  • 誰能解釋下陶瓷晶須是什么

    晶須是指在人工控制條件下以單晶形式生長成的一種纖維,其直徑非常小（微米數(shù)量級）,不含有通常材料中存在的缺陷（晶界、位錯、空穴等）,其原子排列高度有序,因而其強度接近于完整晶體[1]的理論值.其機械強度...

  • 陶瓷高效增強劑有什么作用特點？

    陶瓷減水劑廣泛用于陶瓷工業(yè)，增加坯體干燥強度，確保磚坯進窯爐前不易破裂。古粵陶瓷高效增強劑相對于普通增強劑而言，具有不影響泥漿性能，同時具備解膠性能，增加粉料流動性，易于成型且改善磚坯粒裂，提高粉體的...

  • 如何增強財運?

    一個人的財運是需要每個人通過自身的努力和勤奮所帶來的不過也可以通過改變一些命理和磁場增加財運目前改變財運最好的就是佩戴開光至尊貔貅了貔貅能吞萬物而不瀉   ，目前是招財最靈驗的瑞獸...

纖維增強復(fù)合材料可以看作是在基體相中均勻分布著多晶纖維或晶須。這類材料應(yīng)用很廣，如塑料基復(fù)合材料（玻璃纖維增強尼龍、增強聚丙烯、增強苯乙烯等）。橡膠基復(fù)合材料（合成纖維或玻璃纖維增強橡膠等）和金屬基復(fù)合材料（硼纖維或碳纖維增強鋁等）。纖維（晶須）增強陶瓷復(fù)合材料則是同陶瓷作基體相的一種新型材料。如氮化物纖維增強氧化鋁、碳化硅連續(xù)纖維增強氮化硅、碳纖維增強氮化硅等復(fù)合材料。

無機纖維的性質(zhì)和制法目前所用的無機纖維有多晶纖維、復(fù)合纖維和單晶纖維（即晶須）。它們是由高溫氧化物或難熔的非氧化合物組成的。多晶纖維有玻璃纖維、石英纖維、硅酸鋁纖維、碳素纖維、硼纖維、氧化物纖維、氮化物纖維和碳化物纖維等。復(fù)合纖維有SiC纖維、BC纖維，單晶纖維（晶須）是直徑僅為幾微米的單晶體，包括陶瓷晶須和金屬晶須。增強纖維材料應(yīng)具有高的比強度和比彈性率。它們的性質(zhì)與纖維材料的種類、晶體結(jié)構(gòu)（單晶或多晶體）以及纖維的斷面積和長度等因素有關(guān)。

晶須增強陶瓷文獻

原位合成莫來石晶須增強碳化硅泡沫陶瓷 原位合成莫來石晶須增強碳化硅泡沫陶瓷

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頁數(shù)： 5頁

評分： 4.6

以碳化硅粉、氧化鋁、高嶺土為主要原料,采用有機泡沫浸漬法制備出碳化硅泡沫陶瓷坯體,經(jīng)原位合成反應(yīng)法在碳化硅泡沫陶瓷內(nèi)生成莫來石晶須,研究反應(yīng)溫度對莫來石晶須合成的影響,以及莫來石的理論設(shè)計含量對泡沫陶瓷的抗壓強度和抗熱震性能的影響。結(jié)果表明:在1 450℃下形成的莫來石晶須直徑約為0.5~1.8μm,長徑比約為8~30。當莫來石理論設(shè)計質(zhì)量分數(shù)為25%時,泡沫陶瓷的抗壓強度為1.76MPa,抗熱震性能為15次。

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纖維增強陶瓷的研究 纖維增強陶瓷的研究

格式：pdf

大?。?span id="s3fcrhh" class="single-tag-height">754KB

頁數(shù)： 3頁

評分： 4.4

本文研究了制備增強復(fù)合材料(纖維增強陶瓷)的可行性,采用聚苯酚——甲醛或聚乙烯醇作為增塑劑,以碳纖維和莫來石纖維為增強材料,利用不同種類的氧化鋁陶瓷作為基體材料。檢測數(shù)據(jù)表明,增強復(fù)合材料能獲得許多優(yōu)良的性能,如:熱震性能好、耐化學(xué)腐蝕性能好和機械強度大等。同時,以工業(yè)氧化鋁粉末作為基體材料的增強復(fù)合材料(纖維增強陶瓷)的密度比以純氧化鋁粉末作為基體材料的增強復(fù)合材料(纖維增強陶瓷)的密度略低一些。事實上,增強復(fù)合材料(纖維增強陶瓷)的密度主要是由所采用的增塑劑的數(shù)量和種類決定的,增加纖維材料的添加量,反而會減小增強復(fù)合材料(纖維增強陶瓷)的密度,同時纖維的種類及其添加量又嚴重地影響增強復(fù)合材料(纖維增強陶瓷)的收縮率。

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晶須分類

晶須可分為有機晶須和無機晶須兩大類。其中有機晶須主要有纖維素晶須、聚(丙烯酸丁酯-苯乙烯)晶須、聚(4-羥基苯甲酯)晶須(PHB晶須)等幾種類型，在聚合物中應(yīng)用較多。無機晶須主要包括陶瓷質(zhì)晶須(SiC，鈦酸鉀，硼酸鋁等)、無機鹽晶須(硫酸鈣，碳酸鈣等)和金屬晶須(氧化鋁，氧化鋅等)等，其中金屬晶須主要應(yīng)用于金屬基復(fù)合材料中，而陶瓷基晶須和無機鹽晶須則可應(yīng)用于陶瓷復(fù)合材料、聚合物復(fù)合材料等多個領(lǐng)域。

下表列了幾種主要晶須的性能:

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晶須硅(GX-Si02)

晶須硅性能特點:

晶須硅硬度高、白度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、分散性好、熔點高、絕緣性好、燒失量低、抗沉淀性好，目前被應(yīng)用于涂料、油漆、塑料改性等領(lǐng)域，可顯著提高產(chǎn)品各項性能，降低生產(chǎn)成本。其是一種理想的新型功能性填充材料。

晶須硅物理性能:

纖維體長度(&micro;m)Particle size

2-10

堆積密度(g/cm3)bulk density

0.78

真實密度(g/cm3)true density

2.3

色澤(白度%)color

≥92

吸油率g(oil)/100g oil absorption

28--36

PH值

6.8

水份(%)

≤0.2

耐火度(℃)Melting point

1700

莫氏硬度hardness (Mohs scale)

7

燒失量Lost in ignition

≤0.10%

1.在工程塑料中應(yīng)用:

主要應(yīng)用于工程塑料改性。纖維狀的形體結(jié)構(gòu)，較長的長徑比對塑料具有很好的增強、增韌作用，可替代玻璃纖維，大大降低生產(chǎn)成本;改善制品的外觀，降低收縮變形率、提高尺寸穩(wěn)定性;提高熱變形溫度、耐化學(xué)、防腐性能及機械加工性能;提高拉伸強度、抗撓曲強度、硬度、耐磨性、耐高溫和電絕緣性能。目前主要應(yīng)用于PA、PP、POM、PBT等塑料玻璃纖維改性及PE、聚脂、環(huán)氧樹脂及酚醛樹脂的填充，使的制品的力學(xué)性能及機械加工性能顯著提高。(注:用硅烷偶聯(lián)劑進行表面活性處理效果最好)

2.在涂料、油漆中應(yīng)用:

晶須硅材料，表面硬度達到莫氏7級，填加于涂料、油漆中，與樹脂體系合理搭配可顯著提高產(chǎn)品的表面硬度，提高抗劃傷性和耐擦洗性能，適用于工業(yè)維護涂料。其具有的1700℃的耐高溫軟化點特性，可顯著提高產(chǎn)品的耐高溫、防火性能。

高純的二氧化硅成份，使其擁有極強的化學(xué)穩(wěn)定性，可顯著提高產(chǎn)品的耐酸堿、防腐蝕性能，特別適用于生產(chǎn)防腐涂料，用于環(huán)境較惡劣的工程施工。良好的分散性能，可提高涂料的噴涂效果，獨特的形體結(jié)構(gòu)使其能夠同樹脂體系很好的結(jié)合。

目前成功應(yīng)用于耐高溫涂料、防火涂料、不粘涂料、高檔陶瓷涂料、絕緣漆、防腐涂料、粉末涂料、卷鋼涂料等各類工業(yè)用維護涂料，大大提高應(yīng)用產(chǎn)品的性價比。

聯(lián)系方式:一三七 六四六五 六三六○

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晶須是指自然形成或者在人工控制條件下(主要形式)以單晶形式生長成的一種纖維，其直徑非常小(微米數(shù)量級)，不含有通常材料中存在的缺陷(晶界、位錯、空穴等)，其原子排列高度有序，因而其強度接近于完整晶體的理論值。其機械強度等于鄰接原子間力。晶須的高度取向結(jié)構(gòu)不僅使其具有高強度、高模量和高伸長率，而且還具有電、光、磁、介電、導(dǎo)電、超導(dǎo)電性質(zhì)。晶須的強度遠高于其他短切纖維，主要用作復(fù)合材料的增強體，用于制造高強度復(fù)合材料。

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