1、3. 增強材料,玻璃纖維 低檔 2040元/Kg 碳纖維 高檔 6001000元/ Kg 芳綸纖維 中檔 200400元/ Kg SiC纖維 B纖維 Al2O3纖維 金屬絲,金屬和陶瓷基,1.品種 有堿玻璃纖維 A Na-Ca-Si系普通玻璃（Na2O15%） 中堿玻璃纖維 Na2O (10.512.5%) 用量少 無堿玻璃纖維 E Ca-Al-B-Si系 用量大 高強玻璃纖維 S Mg-Al-Si系 或B2O3系 高彈玻璃纖維 M S系中加入BeO,一. 玻璃纖維GF,2.GF的制備 制玻璃球 鉑金坩堝熔融 小漏孔拉絲 （102、204、408孔） 涂浸潤劑 并股成紗 紡織成布、氈或帶。,粗

2、紗 30m 無捻粗紗、無紡布 初級紗 20m 短切纖維、纖維氈 中級紗 1020m 高級紗 310m 紡織 浸潤劑作用：使纖維柔順，防止磨損。常用的有： 石蠟乳液 復合前須清除 聚醋酸乙烯酯 不必清除 改性有機硅類 不必清除,3.GF的性能 (1).力學性能 抗拉強度：比塊玻璃高一個數(shù)量級； 直徑d, 強度；長度，強度。 彈性模量：與鋁相當，為鋼的1/3倍。 因密度低2.5，比模量高。 斷裂延伸率：低 3% (2).熱學性能 導熱系數(shù)：比塊玻璃低12個數(shù)量級 耐熱性：普通Na-Ca-Si玻纖 500; 耐熱玻纖(石英，高硅氧) 1200,(3).電性能 堿玻璃電絕緣性差，隨溫度、濕度，絕緣性。

3、 無堿玻璃電絕緣性好。 (4). 耐蝕性 纖維比表面積大，化學穩(wěn)定性差。加入網(wǎng)絡形成體可改善耐蝕性。 無堿玻璃耐水性好。 中堿玻璃耐酸性好。 無堿和中堿玻纖耐堿性相近。,二、碳纖維CF,由有機纖維經(jīng)高溫固相反應（脫氫、交聯(lián)、環(huán)化、石墨化）而得，主要成分為碳的無機纖維。 具有重量輕、強度高、模量高、導電、導熱、膨脹系數(shù)小、自潤滑、耐高溫、化學穩(wěn)定性好等特點。 由于價格高，一般用于要求高強、耐高溫的重要結構件，如航天航空、高檔體育器材中。,1品種 分高強、高模、中模和低性能碳纖維 聚丙烯腈基纖維 高、中性能碳纖維 人造絲基(粘膠)纖維 瀝青基纖維 低性能碳纖維 其它(多環(huán)結構的天然纖維),原料選擇

4、原則：,C鏈結構，雜鏈結構只能成碳黑。 易于交聯(lián)、環(huán)化，碳收率高。 主鏈內含有環(huán)狀結構、硬性、結晶度高的纖維。,2制備方法,碳化法 生產(chǎn)長纖維 拉絲： 制有機長纖維 牽伸： 規(guī)整環(huán)狀結構，使其平行于軸向，提高結晶度。 氧化穩(wěn)定：低溫，400 ，防止熱塑化。 碳化： 10002000，保護性氣氛下，脫氫、交聯(lián)、環(huán)化， 得亂層環(huán)狀石墨。 石墨化： 20003000，亂層環(huán)結構向三維石墨結構轉化，形成 聚合碳結晶，并平行于軸向。密度、強度、彈性模量增 高，熱膨脹系數(shù)下降。但溫度過高強度反而下降。 氣相法 生產(chǎn)短纖維 高溫分解小分子有機物，氣相沉積纖維結晶。,3.CF 性能 力學性能 強度約為GF的2

5、倍 模量約為GF的35倍 密度低1.72，所以比強度、比模量高。 斷裂延伸率0.52% 熱學性能 升華溫度高達3800，耐高溫性好。熱膨脹系數(shù)小，縱向為負。,物理性能 導熱、導電、自潤滑。 化學性能 耐酸堿性強，高溫抗氧化性差。C纖維電極電位為正，與金屬復合易引起電偶腐蝕。,高強度有機纖維，由對苯二酰與對苯二胺縮聚而成。,結構與尼龍相似，含大量的高極性酰胺鍵， 但含苯環(huán)硬性鏈。,型,型,三. 芳綸纖維KF,1性能 力學性能 縱向拉伸強度與CF相當； 密度低1.44，比強度大。 橫向強度低。 彈性模量CF KF GF 抗沖擊性能很好。 熱學性能 長期使用 200 熱膨脹系數(shù)縱向為負 化學性能 耐

6、中性化學品腐蝕，吸水率高。,2.應用,航天航空：溫度不高的高強度結構受力件 軍事：防彈器件 民用：高彈輕質體育用品，纜索、輪胎、皮帶的加強纖維。,四.其它纖維 1. SiC纖維 采用化學氣相沉積法，將SiC沉積在W絲或C纖維表 面而得。 強度、模量與C纖維相近，耐高溫達1000，耐腐蝕、耐輻射。 可用于要求耐熱的高強度結構件，主要與金屬基和陶瓷基復合。 特點：共價鍵，相容性好，與基體結合強度高。,2.B纖維 氣相法將B沉積在W絲或C纖維表面而得。 拉伸強度不高300MPa 突出特點：彈性模量高，相容性較好。 主要用于金屬和陶瓷增強。 3.Al2O3纖維 熔融垂直拉單晶的方法制備，價貴; 高溫不存在氧化問題，與金屬等復合容易; 抗拉強度比GF高3倍，電學性能優(yōu)良； 不足之處是密度高3.20g/cm