新型晶须增强环氧复合材料

清风明月

新型晶须增强环氧复合材料
8 Z: l9 I6 W) \/ }7 @; ]; A7 I
  d3 j6 A+ f5 @- Z5 J* i* [/ k      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。
' \* `( I! ^. O2 {. Q
       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。

$ r2 ]  O' ]  t; }5 X       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。

redrose88

请教楼主什么是晶须？谢谢

新洁电子

晶须

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。
' r. u1 d* l( m  c: e; `3 D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。
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。
5 {" J8 g6 p: o* N
4 n% t9 j0 P+ J8 j' D2 n% B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。
/ f' T) [/ l5 D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。
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。
1975年从稻壳制备β-SiC晶须，为工业生产打开局面。
6 o, ?1 {+ y! U) i80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。
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。
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。

[ 本帖最后由 新洁电子 于 2007-9-20 09:55 编辑 ]

shaolei

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。
    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。

redrose88

晶须综合性能这么好，以前不知道。谢谢指教