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[新材料] 新型晶须增强环氧复合材料

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发表于 2007-9-20 00:32:10 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国湖南株洲

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新型晶须增强环氧复合材料
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7 |, j4 \# ~7 q1 C; Q: m2 c      中国环氧网报导说,沈阳化工学院最近开发成功新型T-ZnO晶须增强环氧复合材料。环氧复合材料因性能的多变性、质轻、抗腐蚀、绝缘、生产及加工简便、价廉,应用日趋广泛,但其强度、特别是韧性不足及易产生静电等缺点限制了其大规模应用,因此增强、增韧及抗静电等已成为环氧复合材料研究的热点。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,四脚状氧化锌(T-ZnO)晶须是目前晶须家族中惟一具有规整三维空间结构的晶须,可广泛应用于增强复合材料、耐磨及防滑材料、抗静电及导电高分子复合材料、减振抗冲及隔音材料、陶瓷复合材料、涂料等领域中。
4 d- {9 r9 P4 P( T
4 e( z. ^& N3 G9 V' D: J  S       国内首先发明了多孔性模型催化剂,制得了规整度及收率均大于95%的T-ZnO晶须;对以T-ZnO晶须为增强体,环氧树脂为高分子基体复合材料的研究表明,T-ZnO晶须有较高的触变性,为复合材料的设计及加工提供了方便;填加体积分数为6%时可使材料的拉伸强度提高69%、冲击强度提高200%、抗弯断裂功提高58%;偶联剂KH-560可在晶须与基体间形成有效层,起到桥接基体与晶须和吸收能量的作用,有利T-ZnO晶须增强增韧作用;T-ZnO复合材料破坏以脱黏为主;T-ZnO晶须具有半导体性,在环氧合材料中以价带传导电核、起到抗静电作用,材料电阻率下降8个数量级。$ k7 N8 A, U; {( Z, ~
" C1 W, m2 A+ F* C1 U8 l
       T-ZnO晶须除可较大幅度提高复合材料的力学性能外,还可赋予材料其他特性。中国环氧树脂行业协会专家介绍说,这主要表现在:抗静电性;吸音和减振;耐热性能;提高材料的耐老化性。此外T-ZnO晶须还有很多其它用途,如提高粘合剂的粘接强度,改善涂料的强度、触变性、力学性能及防锈、抗冲击等性能,用于制备抗菌、脱臭材料及活性污泥的沉降剂等,增强陶瓷和金属等方面。目前沈阳化工学院正在进行T- ZnO晶须的产业化,已建立了一条1O吨/年的中试生产线。
发表于 2007-9-20 08:41:36 | 显示全部楼层 来自: 中国河北秦皇岛
请教楼主什么是晶须?谢谢
发表于 2007-9-20 09:52:05 | 显示全部楼层 来自: 中国山东泰安

晶须

晶须
; {* [: {( a1 L3 V7 C5 j8 ^9 U0 S2 S. ?$ n
由高纯度单晶生长而成的短纤维。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。0 L: V1 y2 m% t8 ^  [6 U
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。
1 n' }: z; H7 H; ^: b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。$ {; A: \# x4 V& N8 S8 j/ J' l

# b0 r6 j  ?4 S' t. Y# j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的理论值。. X8 @/ L" ]! A, k* ~5 \& J
由于用晶须增强的复合材料具有达到高强度的潜力,因此晶须的研究和开发受到了高度重视。3 @9 u1 d( I7 J" B  ?6 s/ R8 C
虽然60年代已开发了近百种不同材料晶须的实验品,但是由于技术复杂,价格高昂,很少有实用价值。3 ~; f9 l, Y! i
1975年从稻壳制备β-SiC晶须,为工业生产打开局面。
. _* o' p) d) c- B5 d80年代后实现了大规模生产SiC晶须,又开发了SiC晶须的金属基、陶瓷基、树脂基的复合材料,发展了Al2O3、Si3N4、K2O.6TiO2、TiN、TiB2、Zn-Ni等晶须新品种,晶须材料得到进一步发展。( d" H4 I  `% z# _. I" S( {# B
晶须除具有高强度性能外,具有保持高温强度的性能,高温时晶须比常用的高温合金强度损失少得多,还具有一些特殊的磁性、电性和光学性能,可开发为功能材料。0 Y- ~! @' F  r- c( r
晶须主要用作复合材料的增强剂,用于航空航天飞行器构件和部件,在机械、汽车、化工、生物医学和日用工业中也得到应用。- [. [: Y4 V6 D. J, G6 ]1 n

' U) o" B1 s% A5 Z" ?, p, c[ 本帖最后由 新洁电子 于 2007-9-20 09:55 编辑 ]
发表于 2007-9-20 10:15:42 | 显示全部楼层 来自: 中国山东泰安
很多地方都一直在做纳米环氧复合材料的研究工作,没想到微米级的晶须复合更有效,这无疑是在材料的复合制备方面取得了不小的成就,也给大家提供了很好的思路。
8 a4 {, |) k( V2 Y3 ]    实验室的成功并不代表在实际应用中就没有问题,个人认为晶须复合材料的大规模生产工艺还是需要继续探索优化的。
发表于 2007-9-20 11:01:54 | 显示全部楼层 来自: 中国河北邢台
晶须综合性能这么好,以前不知道。谢谢指教
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