晶须的分类
晶须可分为有机晶须和无机晶须两大类。其中有机晶须主要有纤维素晶须、聚(丙烯酸丁酯-苯乙烯)晶须、聚(4-羟基苯甲酯)晶须(PHB晶须)等几种类型,在聚合物中应用较多。无机晶须主要包括陶瓷质晶须(SiC,钛酸钾,硼酸铝等)、无机盐晶须(硫酸钙,碳酸钙等)和金属晶须(氧化铝,氧化锌等)等,其中金属晶须主要应用于金属基复合材料中,而陶瓷基晶须和无机盐晶须则可应用于陶瓷复合材料、聚合物复合材料等多个领域。
下表列了几种主要晶须的性能 :
晶须是指在人工控制条件下以单晶形式生长成的一种纤维,其直径非常小(微米数量级),不含有通常材料中存在的缺陷(晶界、位错、空穴等),其原子排列高度有序,因而其强度接近于完整晶体[1]的理论值。其机械强度等于邻接原子间力。晶须的高度取向结构不仅使其具有高强度、高模量和高伸长率,而且还具有电、光、磁、介电、导电、超导电性质。晶须的强度远高于其他短切纤维,主要用作复合材料的增强体,用于制造高强度复合材料。制造晶须的材料分金属、陶瓷和高分子材料3大类。已发现有100多种材料可制成晶须,主要是金属、氧化物、碳化物、卤化物、氮化物、石墨和高分子化合物。晶须可从过饱气相、熔体、溶液或固体生长,常生产成不同规格的纤维,其使用形态有原棉、松纤维、毡或纸。原棉(如由蓝宝石晶须构成)具有很松散的结构,长径比为500~5000∶1,松密度为0.028g/cm3。松纤维具有轻微交错的结构,长径比为10~200∶1。毡或纸状的晶须,排列杂乱,长径比为250~2500∶1。
β-SiC晶须及其作为增强增韧耐磨耐腐蚀耐高温复合材料市场前景分析。
SiC晶须是高技术关键新材料,是金属基、陶瓷基和高聚物基等先进复合材料的增强剂,用于陶瓷基、金属基和树脂基复合材料。已在陶瓷刀具、航天飞机、汽车用零部件、化工、机械及能源生产中获广泛应用。
SiC晶须目前主要应用领域在陶瓷刀具增韧。美国开发成功“SiC晶须及纳米复合喷涂”,用于耐磨耐腐蚀耐高温涂层,SiC晶须市场需求量将急剧增加,市场前景非常广阔。
碳化硅晶须具有优良的机械性能、耐热性、耐用腐蚀性以及抗高温氧化性能,该新产品与基质材料具有良好的相容性,近年来已成为各类高性能复合材料的主要增强、增韧剂之一。广泛用作金属、塑料、陶瓷的复合材料。
生产可行性预测:碳化硅晶须增强的复合材料可开发应用于航空、军事、矿冶、化工、汽车、运动器材、切削工具、喷咀、耐高温部件等领域。晶须补强氮化硅陶瓷基复合材料具有优异的物理力学性能,除了可为发动机的零部件外还可广泛应用于各种耐磨、耐高温、耐腐蚀、抗冲击场合,具有广阔的前景。在切削刀具、石材锯、纺织割刀、喷砂咀、耐高温挤压模、密封环、装甲等都有很大的市场需求。
北美的结构陶瓷市场主要组成是切削工具、耐磨零件、热力发动机零件和航空技术制品。约有37%的结构陶瓷零件是由陶瓷基体复合物制成。而其余的则是单一陶瓷制品。陶瓷基体复合材料主要用于生产切削工具、耐磨零件、插件以及航空工业用产品。对于切削工具而言,使用由TiC、强化的Si3N4和Al2O3以及由SiC晶须强化的Al2O3制成的基体复合陶瓷基体复合物制造的产品市场大部分(约41%)为耐磨产品,有些类型的陶瓷复合材料还用于雷达、发动机和飞机燃气轮机。17%的结构陶瓷应用在陶瓷刀具上。包括Al2O3、Al2O3/TiC、SiC晶须增强Al2O3、Si3N4和Sialon陶瓷。陶瓷刀具市场的发展速度得益于产业化进程的加快,SiC晶须增强Al2O3和Si3N4刀具价格下降也使陶瓷刀具更具市场竞争力。
陶瓷晶须 ceramic whisker
晶须化 whiskerizing
晶须柱 whisker column
晶须装置 cat whisker set
碳化硅晶须 silicon carbide whisker
晶须工艺学 whisker technology
氟化锂晶须 lithium fluoride whisker
白宝石晶须 gem whisker
碳化物晶须强化金属 carbide whisker reinforced metal carbide whisker reinforced metal
须;触须;晶须;螺旋触簧 whisker
碳化硅晶须增强氧化铝切削工具 AL�2 O�3-SiC whisker cutting tool