硼纖維及其復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用ppt課件

1、硼纖維及其復(fù)合資料的開(kāi)展和運(yùn)用. 實(shí)為鎢絲或碳纖維為芯、表層為硼的皮芯型復(fù)合纖維。直徑有100、140及200m，密度2.302.65g/cm3，強(qiáng)度3.25.2GPa，模量350400GPa。是良好的加強(qiáng)資料，可與金屬、塑料或陶瓷復(fù)合，制成高溫構(gòu)造用復(fù)合資料。硼纖維活性大，在制造復(fù)合資料時(shí)易與基體相互作用，影響資料的運(yùn)用，故通常在其上涂敷碳化硼、碳化硅等涂料，以提高其惰性。什么是硼纖維(boron fiber)?.硼纖維的優(yōu)缺陷 硼纖維屬脆性資料，抗拉強(qiáng)度約3500兆帕，彈性模量400吉帕，密度只需鋼材的14，抗緊縮性能好。在惰性氣體中，高溫性能良好。在空氣中超越500時(shí)，強(qiáng)度顯著降低。硼纖

2、維具有其他陶瓷纖維難以比較的高強(qiáng)度、高模量和低密度等特點(diǎn)，是制備高性能復(fù)合資料用的重要加強(qiáng)纖維資料。由于其高的比強(qiáng)度和比模量，在航空、航天和軍工領(lǐng)域獲得廣泛運(yùn)用。其缺陷就是價(jià)錢(qián)相對(duì)與其他加強(qiáng)體復(fù)合資料偏高，實(shí)踐消費(fèi)生活中大規(guī)模推行運(yùn)用有一定難度。.硼纖維的性能硼纖維是高性能復(fù)合資料重要的纖維加強(qiáng)體之一，是用化學(xué)氣相堆積法使硼纖維堆積在鎢絲或碳纖維新材上制得的直徑為100200m的延續(xù)單絲。硼纖維有拉伸強(qiáng)度超越了高強(qiáng)度鋼，密度只需2.5g/cm3，強(qiáng)度比普通金屬鋼、鋁等高48倍。硼的硬度極高，摩氏硬度9.5，僅次于金剛石，比碳化硅幾乎高40%，比碳化鎢高一倍，詳細(xì)性能見(jiàn)下表1所示.表1 硼纖維的

3、性能.納米硼纖維釣竿玻璃鋼電纜管道硼纖維技術(shù).表2 硼纖維與其他纖維性能比較.化學(xué)氣相沉淀法(CVD)硼纖維的制備有機(jī)金屬法.化學(xué)氣相沉淀法什么是化學(xué)氣相堆積法?制備鎢芯-BF 預(yù)處置:用作芯材的鎢絲先在NaOH中用電化學(xué)方法進(jìn)展外表清洗及減小直徑處置，控制直徑約為13m，然后進(jìn)入清洗室去除外表的氧化物。.W絲(約為13m)清洗室 H2 1200堆積室 2BCl3+3H22B+6HCl 0涂覆室 維護(hù)層 B4C3 厚24m 鎢芯-BF 直徑約100m.t碳纖維絲(約為33m)裂解石墨室(H2 +CH4 )堆積室2BCl3+3H22B+6HCl 0涂覆室維護(hù)層 B4C3 厚24m 碳芯-BF 制

4、備碳芯-BF.碳芯比鎢芯強(qiáng)度降低了5%,但是本錢(qián)降低了25%.有機(jī)金屬法制備硼纖維工藝硼的有機(jī)金屬化合物(三乙基硼/硼烷系化合物等)高溫分解(600 底絲 Al等)Al芯-BF.BF硼纖維的性能比較. 硼纖維加強(qiáng)復(fù)合資料機(jī)理 復(fù)合資料性能與組分性能、組分分布以及組分間的物理、化學(xué)作用有親密關(guān)系。用纖維加強(qiáng)塑料、混凝土、陶瓷基體等，能使整體復(fù)合資料的強(qiáng)度、韌性增大，其抗疲勞、抗沖擊性能也能得到很大的改善，其主要緣由就是由于當(dāng)纖維定向或不定向的分散在復(fù)合資料中時(shí)，基體與纖維是嚴(yán)密結(jié)合的，纖維將限制基體的變形，于是在基體和纖維界面部分產(chǎn)生了剪應(yīng)力，并經(jīng)過(guò)剪應(yīng)力將復(fù)合資料接受的載荷合理地分配在纖維和基

5、體兩種組分上。纖維會(huì)遭到比基體更大的拉應(yīng)力，這就是纖維起到加強(qiáng)的緣由。纖維能阻滯基體微裂紋的擴(kuò)展也是其加強(qiáng)的一個(gè)重要緣由。.硼纖維的加強(qiáng)復(fù)合資料a、硼纖維加強(qiáng)鋁基復(fù)合資料硼纖維可用于加強(qiáng)鋁、鎂、鐵等金屬資料和樹(shù)脂，但主要用于加強(qiáng)金屬資料它是如今獨(dú)一適用的金屬加強(qiáng)用纖維。鋁和硼纖維加強(qiáng)體復(fù)合，可以把鋁及鋁合金良好的韌性、延展性和容易成形的優(yōu)點(diǎn)與硼纖維的高強(qiáng)度、耐燒蝕和分量輕等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一同，既抑制了加強(qiáng)體脆性的弱點(diǎn)，又彌補(bǔ)了基體金屬硬度缺乏和較重的缺陷。.硼纖維加強(qiáng)鋁基復(fù)合資料作為當(dāng)前纖維強(qiáng)化金屬的一個(gè)較典型的代表，具有高的比強(qiáng)度和比模量以及高強(qiáng)度和剛性、輕分量、高導(dǎo)熱性和低熱膨脹性等突出優(yōu)點(diǎn)，

6、與金屬或樹(shù)脂構(gòu)成的復(fù)合資料與傳統(tǒng)工程資料相比可減重20% 40%。具有優(yōu)良的疲勞強(qiáng)度和耐蝕性能，能在300或更高的溫度下平安任務(wù)，主要用于制造對(duì)分量和剛度要求高的航空、航天飛行器部件。它的出現(xiàn)為體積小、分量輕、高空性能好的飛機(jī)，提供了一種理想的資料。.b、硼纖維加強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合資料 銷(xiāo)售的的硼纖維大多數(shù)為延續(xù)的硼/環(huán)氧預(yù)浸帶，典型寬度為6.4152mm。硼纖維并非定向陳列，約占復(fù)合資料體積的50%。典型的加料方式為每厘米寬度上82根絲以上，樹(shù)脂含量占3035wt%。制造時(shí)在預(yù)浸帶反面貼一單層厚度為0.03mm的Style104玻璃紗布。貼玻璃紗布的優(yōu)點(diǎn)有兩點(diǎn)：在處置和鋪層時(shí)玻璃紗布給預(yù)浸帶添加

7、了橫向整體性，同時(shí)在銜接時(shí)有助于硼纖維堅(jiān)持間距和對(duì)準(zhǔn)。 硼纖維/環(huán)氧復(fù)合資料除了具有高的比強(qiáng)度和比模量之外，相對(duì)于炭纖維/環(huán)氧復(fù)合資料來(lái)講，還具有較大的熱膨脹系數(shù)以及不易與鋁合金發(fā)生電化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)。.Please insert your own textPlease insert your own textPlease insert your own textPlease insert TitlePlease insert sub-title123.Please insert your own textPlease insert your own text Please insert you

8、r own text. Please insert your own text. Please insert your own text. Please insert your own text.Please insert TitlePlease insert sub-title.TextTextTextTextYour own textYour own textYour own textPlease insert TitlePlease insert sub-title.TextTextTextTextYour own textYour own textYour own textPlease insert TitlePlease insert sub-title.TextTextTextTextTextText TextPlease insert TitlePlease insert sub-title.TextYour own textYour own textYour own textTextTextPlease insert TitlePlease insert sub-title.Product CProduct BProduct BProduct CProduct AProduct APlease insert TitlePlease insert sub-titl