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陶瓷纖維布的分類及用途知識

作者: 來源:德鑫陶瓷 日期:2020/5/11 14:25:58 人氣:9683

陶瓷纖維布的分類及用途知識

陶瓷纖維布多孔隔熱材料,隻需要很少的材料(纖維)就可以形成一個穩定的結構,相比於陶瓷孔隙隔熱材料,陶瓷纖維布隔熱材料具有輕質、多孔、熱導率低、比熱容大的特性,並且可以承受很強的載荷。這種材料已經被應用在過濾分離、隔熱、生物醫學、複合材料等多個領域。以陶瓷纖維布材料製備的隔熱材料為代表的可重複使用的熱防護結構,廣泛應用於國內外各類飛行器的熱防護係統中,具有重要的應用價值和發展前景。


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陶瓷纖維布可分為二大類:非氧化物陶瓷纖維布(如SiC纖維、C纖維)和氧化物(含複合氧化物)陶瓷纖維布(如矽酸鋁纖維、Al2O3纖維)。


非氧化物陶瓷纖維布 


(1)碳化矽纖維。碳化矽(SiC)俗稱金剛砂、碳矽石,是一種以共價鍵結合的人工合成化合物。可用化學氣相沉積法、碳熱還原法、粉末燒結法以及先驅體轉化法製備。純碳化矽是無色透明,工業中使用的碳化矽常常因為含有遊離鐵、矽、碳等雜質而呈淺綠色或黑色。


   由於碳化矽具有良好的高溫特性,如抗氧化性、高溫強度高及穩定性、熱傳導性好、密度小、膨脹係數低、蠕變性小等特點,可將其用作高溫燃氣輪機的燃燒室、高溫噴嘴、渦輪的靜葉片等。由於碳化矽的高熱導性、絕緣性能好等特點,可將其作為冶金工業窯爐中的高溫熱交換器,以及大規模集成電路的基片和封裝材料等。利用其高硬度、耐磨損、耐酸堿腐蝕的性能,可在機械、化學等工業中製備機械密封材料,如滑動軸承、閥片、風機葉片和耐腐蝕的管道等。
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   碳化矽除了具有良好的物理性能以外,還具有良好的化學性能。在非氧氣氣氛下,2300℃時碳化矽表麵氣相中僅含矽5%.但當碳化矽暴露在氧氣中達到1000℃時,表麵就開始氧化,但碳化矽可以生成SiO2保護膜,阻止氧化反應繼續進行。


(2)碳纖維。碳纖維是指纖維狀的碳材料,由有機纖維在惰性氣體中加熱到1000℃以上,形成的碳含量占90%以上的纖維狀碳材料。碳纖維是一種新型無機材料,它的密度為1.5-2g/cm3,是鋼密度的1/4、鋁合金密度的1/2,強度卻比鋼大4、5倍。其熱膨脹係數小,抗熱震性好,從幾千攝氏度的高溫突然降到常溫也不會炸裂,同時具有良好的潤滑性及導電性。碳纖維的化學性質與碳相似,對一般堿性是惰性的,並且在液氮溫度下也不會脆化。在非氧環境下,即使3000℃的高溫也不熔化,但在空氣氣氛下,溫度高於400℃時就會出現明顯的氧化現象,生成CO與CO2。因此碳纖維可以大幅度減輕構件結構重量,提高技術性能,使得其大範圍的應用在航空航天飛行器上。

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