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碳化硅晶须知识讲解(上)

作者:碳化硅厂家更新时间: 2020-03-05 10:43:36 阅读: 296 次

随着现代科技的迅速发展,航空航天、能源等领域对结构材料的性能提出了更高的要求。开发高韧性、耐磨、耐腐蚀及热/化学稳定性好的新型复合材料成为材料研究的热点之一。晶须增韧的复合材料由于其优异的性能而备受关注。
碳化硅晶须素有“晶须之王”的美誉,具有高强度、高弹性模量等优点,碳化硅晶须的加入使复合材料的断裂韧性、抗弯强度等性能有明显的改善。作为一种优良的补强增韧剂,碳化硅晶须增韧的金属基、陶瓷基及聚合物基复合材料已广泛运用到机械、化工、国防、能源、环保等领域。
碳化硅晶须
一、碳化硅晶须的性质
碳化硅晶须是一种直径为纳米级至微米级的具有高度取向性的单晶纤维,晶体结构与金刚石相类似,晶体内化学杂质少,无晶粒边界,晶体结构缺陷少,结晶相成分均一。其具有高熔点、低密度、高强度、高弹性模量、低热膨胀率以及耐磨、耐腐蚀、抗高温氧化能力强等特性。主要用于需要高温高强应用材质的增韧场合。
碳化硅晶须有α型(六方和菱方结构)和β型(面心立方结构)2种晶型,β型各方面性能优于α型。目前只有β-碳化硅晶须实现了工业化规模生产,因此研究和使用的主要是β-碳化硅晶须。
二、碳化硅晶须研究应用概况
目前碳化硅晶须已广泛用于增韧金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料,下文将对各领域研究应用概况做简单介绍。
碳化硅晶须增韧金属基复合材料
在保证获得良好的润湿性又不产生严重的界面反应损伤晶须的前提下,目前制备工艺较成熟的是碳化硅晶须增韧的铝基复合材料。几乎所有的商用铝合金,都可通过压铸法或粉末冶金法与碳化硅晶须成功的复合,并已走向实用化。
生产碳化硅晶须增韧金属基复合材料制品的主要厂家有ACMC公司、三菱电机、美国海军武器中心等,其制品具有轻质、高强度、耐热、低的热膨胀系数、脱气性好等优点,广泛应用于航空航天和军事领域,如飞机蒙皮、翼面、垂尾、导弹、超轻空间望远镜等;还可用于汽车、机械等部件及体育运动器材等。

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