晶须增强复合材料
硼酸铝晶须增强铝基复合材料的探讨
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Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． １ １ ， ２ ０ １ ３
会有更多的晶须折断或损伤 ， 反而降低 了增强效果 。 以上 问 题势 必会 让 研 究 者对 硼 酸 铝 晶须 增 强 铝 因此 ， 需 要综 合 制 造 、 加Ｔ √ 陛能 等 各方 面 的 因 素 来 铁系合金与纯铝复合材料中到底存不存在界面反应 确 定最 佳 的体 积分数 。 起疑 。显然 ， 目前对硼酸铝晶须增强铝基复合材料界 ２ 。 ３ 复合 材料 基体 合 金 的选 择 面反 应 机 理 的研 究 还需 要 进一 步 加 强 ，在 后期 的研 硼酸铝晶须增强铝基复合材料 中，基体合金的 究 工作 中 ，研 究 者 需加 大 对 热力 学 和 动力 学 的更 深 强 度 是 不容 忽 视 的 ，铝合 金 基 体 的界 面 反应 严 重 影 层 次 的研 究 。 响着复合材料的稳定性。 因此， 想要加强复合材料的稳 （ ２ ） 如何控 制界 面反 应 的程 度 定性 ， 对基体合金的选择须按照以下三条原则进行 ： 基体 向增强体传递载荷是通过复合材料的界面 （ １ ） 基 体材 料 尽 量使 用 与 ２ ０ ２ ４、 ４ ０ ３ ２ 、 ７ ０ ７ ５类 似 来完成 ，界面反应 的程度直接关系着复合材料微观 的高强锚合金。 组 织结 构 和 力学 性 能 的稳 定 性 ， 目前 的研 究 已经得 （ ２ ） 基体 材料 尽量选 择 时效 铝 合金 （ 如Ａ １ ～Ｍ ｇ — 出， 界面的结合存在着最佳值。硼酸铝 晶须和铝合金 ｃ ｕ 合金 ） ， 因为时效铝合金可 以后续强化处理 ， 由此 基 体 发生 界 面 反应 已经是 不 可避免 ，但 是 可 以把 二 可 以加 强复合 材料 的稳 定度 。 者 发展 界 面 反应 的程 度 降低 到最 小 ，以此 来 保 证设 （ ３ ） 基体合金 中需加 人如 Ｆ ｅ 、 ｓ ｉ 等具 有高温性 备 的性 能和 稳定 性 ， 这需要 我 们从 三个 地方 着手 。 能的金属化合物 ，这些元素可 以保证复合材料 的高 是， 对硼酸铝晶须进行界面保护 ， 添加涂层或 温稳 定性 。但 此类 合 金通 常会 降低 材料 的 常温性 能 ， 者改性处理 。 这种方法 目 前很少人使用 ， 臆测的效果 因此选择时需考虑复合材料的综合性能。 是 明显 的 ， 具体 的操 作还 需 要进 一步 研究 实施 。 二是 ， 通过合金元素降低界 面反应的程度 ， 这种 ３ 结束 语 方法简单易操作 ， 只需把铝基体进行合金化处理即可。 三是 ， 找 到 最适 合 复 合工 艺操 作 的条 件 ， 把 握 复 硼 酸 铝 晶须 增强 铝 基复 合 材 料 与传 统 的材料 相 合温度和冷却速度 ，使复合材料在制取过程 中达到 比具有 明显 的优 势 ， 由于 硼 酸 铝 晶须优 异 的性 能 和 最 佳状 态 。 相 对 较低 的价格 ，因此在 新 型 结构 材 料 中具 有 广 阔 ２ ． ２ 提 高增 强相 硼酸 铝 晶须 的增 强效 果 的应用前景 。但是 ， 这种新型复合材料 的历史太短 ， （ １ ） 调整晶须的取 向可以提高复合材料的性能。 实 际操 作 经验 不 丰 富 ， 还 存 在很 多 的问题 没 有解 决 ， 对 于复 合 材料 ，如果 硼 酸 铝 晶须 的长度 超 过 了 其 临 下个 阶 段 ，研 究 者 必须 从调 整 复 合工 艺 的 途径 去 寻 界 长度 ，同 时 当其 在基 体 中 由三 维 随 机分 布 状 态变 求 突破 ， 力争制造出优 良性能的复合材料。 成单 向排 列 时 ， 晶须 增 强 效果 会 大 大提 高 。 因此 ， 这 就要求不断探 寻新的方法来完成 预制件的制作 ， 例 参考文献 ： 【 １ 】 李 刚 ， 孙 跃， 费维栋 ． Ｆ ｅ ， ０ ４ 颗粒对硼酸铝 晶须增强铝基 复 如： 可 以尝试使用超声波的办法 ， 在实现正确 的取向 合材料热膨胀行为的影响【 Ｊ ］ ． 金属学报 ， ２ ０ ０ ６ ， ４ ２ （ １ ） ： ８ ３ — ８ ６ ． 排列中 ， 把晶须制作成预成的形状 。当然 ， 还可 以通 ｆ ２ ］ 任 义 超 ． 不 同 品须 体 积 分 数 Ａ １ 。 Ｂ Ｏ ３ ３ ｗ ／ Ａ １ 复合 材 料 的腐 过 对 复合 材 料 二次 加 工 的方 法 （ 如挤压 ） 也 可使 晶 须 蚀敏感性【 Ｊ 】 ． 应用科技 ， ２ ０ ０ ４ ， ３ １ （ ７ ） ： １ ０ — １ ２ ． 在 一 定程 度 上 取 向 ，但这 样 却 不 可避 免 的发 生 晶须 【 ３ １ 李正佳 ， 李贺军 ， 齐乐华 ， 等． （ Ａ Ｉ Ｂ Ｏ ） ｗ ／ Ａ １ 复合 材料 的界 面研 损 伤 和长度 的减 少 。 究［ Ｊ 】 ． 材料导报 ， ２ ０ ０ ５ ， １ ９ （ ５ ） ： ３ ９ ９ － ４ ０ １ ． （ ２ ） 选择最佳 晶须体积分数 ， 其增强效果是最好 【 ４ 】 李正佳 ， 李贺军 ， 齐乐华 ， 等． 液态 浸渗挤压制备（ Ａ Ｉ Ｂ Ｏ ） ｗ ／ Ａ ｌ 的。增加 晶须体积含量往往是提高复合材料性能 的 复合材料缺 陷分析【 Ｊ 】 ． 稀有 金属材料 与： 程， ２ ０ ０ ７ ， ３ ６ （ １ ２ ） ： 个 重要 手段 ， 但其 增 加并非 越 多越 好 。因为 当 晶须 ２１ ４ ４—２ｌ ４ ７． 体积分数超过一定程度时 ，在复合材料制备过程 中
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
SIC 复合材料的分类及应用前景
摘要：本文详细阐述了 SIC 复合材料的主要分类，包括 SIC 颗粒增强复合材料、SIC 纤维增强复合材料和 SIC 晶须增强复合材料等。
深入探讨了每类复合材料的特性、制备方法以及它们在航空航天、汽车工业、电子领域、能源领域和生物医学等多个重要领域的广泛应用。
分析了 SIC 复合材料在实际应用中所面临的挑战，并对其未来发展趋势进行了展望。
关键词：SIC 复合材料；分类；制备方法；应用领域1、引言在现代材料科学领域，复合材料因其能够结合不同组分的优点，从而获得优异的综合性能，已成为研究和应用的热点。
其中，SIC（碳化硅）复合材料以其出色的力学、热学和化学性能，在众多高新技术领域展现出巨大的应用潜力。
对 SIC 复合材料进行分类研究，并深入了解其应用，对于推动材料科学的发展和拓展其工程应用具有重要意义。
2、SIC 复合材料的分类2.1SIC 颗粒增强复合材料SIC 颗粒增强复合材料是将 SIC 颗粒作为增强相均匀分散在基体材料中。
常用的基体材料包括金属（如铝、镁等）和陶瓷（如氧化铝、氮化硅等）。
SIC 颗粒的加入可以显著提高基体的强度、硬度和耐磨性。
制备方法主要有粉末冶金法、搅拌铸造法等。
通过这些方法，可以使 SIC 颗粒在基体中均匀分布，形成良好的界面结合。
2.2SIC 纤维增强复合材料SIC 纤维具有高强度、高模量和耐高温的特性。
以 SIC 纤维作为增强体的复合材料在力学性能和耐高温性能方面表现更为出色。
常见的有SIC 纤维增强陶瓷基复合材料（如SIC/SiC）和 SIC 纤维增强金属基复合材料（如 SIC/Ti）。
其制备方法通常包括预制体浸渍法、化学气相渗透法等。
这些方法能够保证纤维在复合材料中保持良好的完整性和定向排列，从而有效地传递载荷，提高复合材料的性能。
2.3SIC 晶须增强复合材料SIC 晶须是一种具有高长径比的单晶纤维，具有极高的强度和韧性。
将 SIC 晶须添加到基体材料中，可以显著改善材料的断裂韧性和抗疲劳性能。
晶须增强机理
晶须增强机理主要体现在以下几个方面：
负荷传递：晶须可以有效地将外力传递给更强的基体材料，从而提高复合材料的整体强度和刚度。
裂纹桥连：晶须可以在微裂纹扩展过程中起到“桥”的作用，阻止裂纹的进一步扩展，从而提高复合材料的韧性。
裂纹偏转：当裂纹遇到晶须时，其扩展路径会被偏转，这样可以消耗更多的能量，从而提高复合材料的抗裂纹扩展性能。
拔出效应：当外力足够大时，晶须可能会从基体中拔出，从而在复合材料中形成空穴，这些空穴可以起到缓解应力的作用，从而提高复合材料的疲劳寿命。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业技术人员。
晶须增强镁基复合材料制备技术获进展
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∞ 舀搭 ∞ 来自浙江大学 的科学家用滤纸 和二 氧 化 钛 薄 膜 制作 出 一 种 新 型 “纳 米 纸 ” ， 这 种 材 料 能 继 续 与 多种 化 学 分 子结 合 并展 现 不 同特 性 ， 实现 材料 应用 上 的 “ 百搭 ”。 “通 过 前 体 物 溶 液 浸 润 再 水 解 的 方 式 ， 可 以 让二 氧 化 钛 薄 膜 包 裹 在 滤 纸 的 纳 米 纤 维 上 ， 之 后 再 刚 含 有 其 他 化 学 分 子 的 溶 液 继 续 浸 润 纳 米 纸 ， 就 能 制 造 出 不 同 用 途 的 新 材 料 。 ” 浙 江 大 学 化 学 系 教 授 黄 建 国 和 他 的 研 究 团 队 从２ ０ ０ ７ 年 开始着 手创制环 保、高效 、 成本低廉 、制作简单 的 “ 百搭 ”材 料 ， 实验 室 常 备 的 滤 纸 和 二 氧 化 钛 两 种 常 见 的 材 料 成 为他 们 的首选 。 肉 眼 看 来 ， 纳 米 纸 的 外 观 与 普 通 滤 纸 没 有 差 别 ， 但 功 能 却 有 了 极 人 差 异 ， 黄 建 国 说： “ 滤 纸 由无 数 的纤 维 素 纤 维 组 成 ， 自然 形 成 的 精 细 结 构 非 人 力 所 及 ， 而 二 氧 化 钛 水 解 后 产 生 的 羟 基 具 有 足 够 的 化 学 活 性 ， 能 够 和 绝 大 多 数 的 分 子 相 结 合 ，这 两 个 材 料 的特 性共 同决定 了纳 米纸 ‘ 万金 油 ’的特 点 。 ” 不 久 前 ， 黄 建 在 纳 米 纸 纤 维 上 “铺 ” 了一 一 层 名 为 “萘 胺 ” 的 染 料 ， 让 纳 米 纸 变 身 为 ‘ 遇 亚 硝 酸 盐 就 变 色 的 检 测 试 纸 。 “这 种 纳 米 纸 轻 薄 灵 敏 ， 色 彩 的 浓 淡 则 表 明 了 亚 硝 酸 盐 浓 度 的 高 低 ，对 于 检 测 食 品 中 的 亚硝 酸 盐 浓 度 非 常 有 效 。 ” 这 项 研 究 发 表 于 英 国 《 皇 家 化学 学 会进展 》期： ｒ Ｕ 。 黄 建 国 介 绍 说 ， 纳 米 纸 还 可 用 于 检 测 水 体 中汞 离 子 、 氟 离 子 的 含 量 ，甚 至 用 于 检 测 Ｄ Ｎ Ａ 的特 定序 列 段 。而 将 碳 氟 链 化合 物 与 纳 米 纸 组 合 而 成 的 防 菌 纳 米 纸 ， 还 可 用 于 食 品 保 鲜 包 装 。 由 于 碳 氟 链 化 合 物 不 亲 油 ， 也 不 亲 水 ， 十 是 纳 米 纸 也 变 得 “汕 水 不 沾 ” ， 细 菌 也 因此 无法 住纳 米纸 ＿ 』 停留。 “纳 米 纸 魁 一 个 理 想 的 台 ， 可 以 针 对 具 体 问 题 设 计 出 相 应 的 材 料 ， 绝 不 仅 局 限 于 目 前 进 行 尝 试 的 几 个 方 向 。 ” 黄 建 国 说 ， 下 步 他 将 尝 试 把 纳 米 纸 进 行 必 要 处 理 后 用 于 癌 症 、糖 尿病 等疾 病 的便 捷 检测 。
晶须复合材料
晶须复合材料晶须复合材料是一种由晶须增强的复合材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
晶须复合材料是通过将晶须与基体材料进行复合而制备而成的，晶须可以是碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等，基体材料可以是金属、聚合物、陶瓷等。
晶须复合材料具有高强度、高模量、耐磨损、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造、体育器材等领域。
晶须复合材料的制备方法多种多样，常见的有热压法、浸渍法、喷涂法等。
其中，热压法是一种常用的制备方法，通过将晶须与基体材料层层叠加，然后在高温高压下进行热压，使晶须与基体材料充分结合，从而得到具有优异性能的晶须复合材料。
浸渍法是将基体材料浸渍于晶须悬浮液中，然后经过干燥、热处理等工艺步骤，使晶须均匀分布在基体材料中，形成复合材料。
喷涂法则是将晶须喷涂在基体材料表面，然后经过热处理使其结合成复合材料。
晶须复合材料具有许多优异的性能，首先是高强度和高模量。
由于晶须的加入，使得复合材料的强度和刚度得到了显著提高，能够承受更大的载荷。
其次是耐磨损和耐腐蚀性能。
晶须具有优异的耐磨损和耐腐蚀性能，因此使得复合材料在恶劣环境下具有更长的使用寿命。
此外，晶须复合材料还具有良好的导热性能和耐高温性能，适用于高温高压环境下的工作。
晶须复合材料在航空航天领域有着广泛的应用。
航空航天领域对材料的性能要求非常严格，晶须复合材料的优异性能使其成为航空航天领域的理想材料。
晶须复合材料可以用于制造飞机机身、发动机零部件、卫星结构件等，能够提高航空航天器的性能和可靠性。
此外，晶须复合材料还被广泛应用于汽车制造、船舶建造、体育器材等领域，为这些领域的发展提供了新的可能性。
总的来说，晶须复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景，是一种具有发展潜力的新型材料。
随着科学技术的不断进步，相信晶须复合材料将会在更多领域得到应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
晶须增强陶瓷复合材料
1.1什么是晶须？
晶须是一种纤维状单晶，横断面近乎一致， 内外结构高度完整，长径比一般在5～1000以 上，直径通常在20nm ～100μm之间，但具 有特殊性质的晶须直径通常在1 ～10μm之间。
1.2晶须的发展历史
1661年，Robert Boyle 在 ”TheSceptical Chemist” 中首次 认识银晶须自发生长的现象。 20世纪60年代初开发了金属氧化物、碳化物、氮化物、卤化物 等晶须实验品。 1965年，开发出强度比Al高6倍的AlO3(w)/Al复合材料，强度 比塑料高10倍的Al2O3 (w)/塑料复合材料。
2.2.1晶须的生长机制
晶须是在一个过饱和度很低甚至接近平衡 蒸汽压的条件下生长的。它与块状晶体的区别在 于：晶须只有一维生长方向，块状晶体属二维生 长。
1、晶须生长的VLS机制
VLS机制（V代表提供的气体原料，L为液体触媒，S为固体晶须） 是晶须生长的最重要的机制。许多有价值的晶须，特别是陶瓷类 晶须的生长几乎都遵循VLS方式。该系统中存在的触媒液滴是气 体原料和固体产物之间的媒介。形成晶须的气体原料通过气-液 界面输入到小液滴中，使小液滴成为含有晶须气体原料的熔体， 当融体达到一定的过饱和度时析出晶体，并沉积在液滴与基体的 界面上。随着气源的连续供给，晶须连续长出，而将小液滴抬起， 应到停止生长，最后小液滴残留在晶须的顶端，构成VLS机制的 晶须形貌特征
晶须增强陶瓷复合材料
第三组
主 讲 人：叶文海 小组成员：卢波 许秦伟 田晔 蒋敏敏 袁倩 刘丽 叶文海
小组分工：
1、晶须的定义和发展历史 2、晶须的种类及制备方法 田晔 袁倩 许秦伟
3、晶须陶瓷基复合材料的增韧机制 和加工
4、晶须增强陶瓷复合材料的应用及 前景
[精华]石膏晶须的应用
![[精华]石膏晶须的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/271f16d0ab00b52acfc789eb172ded630b1c98b9.png)
石膏晶须的应用：
1、造纸原料：石膏晶须是很好的造纸原料，长径比≥100（50以上），即可代替部分或大部分纸浆，（50-70%）作为制造特种石膏纸，长径比≤50的可作纸张的高级填料（15-20%），这样可以大大增加纸的产量，降低木材（木浆）消耗，即保护了环境，又减少造纸厂中的废水排放，减少污染。
目前全国年消耗纸张3000-4000万吨，仅占其中1%，每年即需求30-40万吨石膏晶须。
2、复合材料增强：石膏晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属及陶瓷的增强组元。
在塑料中加入石膏晶须后，可提高材料的机械强度、耐热性及尺寸稳定性。
3、用于磨擦材料：石膏晶须无毒，适合作为石棉的代用品。
西方国家已禁止在磨擦材料中使用石棉，特别是轿车磨擦片。
加入石膏晶须，可提高磨擦系数的稳定性及耐磨性。
4、用于环境工程：石膏晶须可用于环境工程方面，因其具有较
大的比表面积，可用于过滤材料除去废气及废水中的有害杂质。
acs芳碳硅晶须复合材料材料
acs芳碳硅晶须复合材料材料
芳碳硅晶须复合材料（Acs）是一种高性能复合材料，由碳化硅（SiC）晶须和聚合物基体组成。
这种材料具有高强度、高刚度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优异性能，因此在航空航天、汽车、能源等领域得到广泛应用。
芳碳硅晶须复合材料的制备方法主要有两种：湿法成型和干法成型。
湿法成型是将聚合物基体和SiC晶须混合，然后通过热压、注射成型等方式制备成复合材料。
干法成型则是将SiC晶须分散在聚合物溶液中，然后通过涂布、纺丝等方式制备成复合材料。
芳碳硅晶须复合材料的主要应用领域包括：
1. 航空航天领域：用于制造飞机、卫星、火箭等航空航天器的结构件、蒙皮、隔热罩等部件，提高航空航天器的性能和寿命。
2. 汽车领域：用于制造汽车发动机罩、车身面板、汽车底盘等部件，提高汽车的安全性、耐久性和轻量化。
3. 能源领域：用于制造风力发电机叶片、太阳能电池板支架等部件，提高能源设备的效率和可靠性。
4. 其他领域：用于制造体育器材、医疗器械、电子设备等领域的部件，满足不同领域对高性能复合材料的需求。
总之，芳碳硅晶须复合材料作为一种高性能复合材料，具有广泛的应用前景和市场前景。
随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，其性能和应用范围还将得到进一步提升和拓展。
晶须增韧陶瓷基复合材料强韧化机制的评述
晶须增韧陶瓷基复合材料强韧化机制的评述
1. 晶须增韧化技术是什么?
晶须增韧化技术是一种将晶须材料引入到基础材料中的技术，通过晶须的固定和增长，改善复合材料的机械性能和韧性。
2. 什么是陶瓷基复合材料？
陶瓷基复合材料是以陶瓷为基础材料，通过添加其他强化材料来提高其性能，具有高强度、高硬度、高温耐性、耐磨损等特点。
3. 强韧化机制是如何发生的？
晶须增韧陶瓷基复合材料的强韧化机制主要是由晶须与基础材料之间的相互作用所产生的。
晶须可以在材料中分散均匀，形成纤维状结构，避免裂纹扩展，增加其韧性。
同时，晶须具有很高的强度，它与基础材料之间的化学结合可以增强材料的力学性能。
4. 晶须增韧化技术的优点是什么？
晶须增韧化技术是一种有效提高材料性能的技术，具有以下优点：
（1）提高材料韧性，增强抗裂性；
（2）增加材料强度，提高其耐久性；
（3）降低材料疲劳度，延长材料的使用寿命。
5. 晶须增韧化技术的应用领域有哪些？
晶须增韧化技术可以应用于各种复合材料的制备中，主要应用领域包括：
（1）汽车工业——制备高硬度、高温度下可靠的发动机零件、制动系统；
（2）电子工业——制备高强度、高温度下可靠的电子陶瓷；
（3）航空航天工业——制备高强度、轻质、高温度下可靠的航空材料。
6. 晶须增韧陶瓷基复合材料的未来发展趋势是什么？
晶须增韧陶瓷基复合材料的未来发展趋势主要是往以下方面发展：
（1）研制更高性能的晶须材料；
（2）探索更加有效的晶须分散方式；
（3）进一步深入研究晶须与基础材料之间的相互作用机理；
（4）将晶须增韧化技术应用于更多领域，以满足工业和社会的需要。
复合材料的增强体
02
增强体的材料类型
玻璃纤维
玻璃纤维是一种无机非金属材料，由 熔融的玻璃拉丝制成，具有高强度、 高弹性模量、低密度、耐腐蚀、绝缘 等优点。
玻璃纤维增强复合材料广泛应用于航 空航天、汽车、建筑、体育器材等领 域。
玻璃纤维在复合材料中常用作增强体， 可提高复合材料的强度、刚度和耐久 性。
碳纤维
在汽车工业领域的应用
总结词
高强度、耐腐蚀
详细描述
汽车工业中，增强体如玻璃纤维、碳纤维等被用于制造汽车车身、底盘和零部件 ，以提高其强度、刚度和耐腐蚀性能，延长使用寿命。
在建筑领域的应用
总结词
结构加固、节能环保
详细描述
在建筑领域，增强体如碳纤维、玻璃纤维等被用于结构加固和节能环保的复合材料中，如建筑板材、墙体和屋顶 等，提高结构的强度和耐久性，同时实现节能环保的效果。
在体育器材领域的应用
总结词
轻量、高强度
详细描述
在体育器材领域，增强体如碳纤维、玻璃纤维等被广泛应用于制造球拍、自行车车架、滑雪板等体育 器材中，以提高其轻量化和高强度的性能。
在其他领域的应用
总结词
广泛的应用领域
详细描述
除了以上领域外，复合材料的增 强体还广泛应用于医疗器械、电 子产品、船舶制造等领域，以满 足各种不同的性能要求。
增强体可以增加复合材料的硬 度和抗划痕能力，提高其耐磨
性。
增强体的分类
按形态分类
按材质分类
按长度分类
按表面处理分类
增强体可以分为纤维状、 颗粒状和晶须状增强体。
增强体可以分为玻璃纤 维、碳纤维、陶瓷颗粒、
金属晶须等。
增强体可以分为短纤维、 长纤维和连续纤维。
无机盐晶须增强树脂基复合材料研究进展
摘
要 ： 了新 型增 强增 韧的钙、 介绍 镁无机盐 晶须材料 的品种 、 能 、 性 功能特 征和研究 现状 ， 比了这类 晶须与 对
其他晶须增强的复合材料的部分机械物理性能， 探讨了一定工艺条件下复合材料 良 的机械性能。对当前主要研 好
制 的无机盐 晶须增强复合材料的作用形式 、 机理进行 了归纳 ， 提出今后该类型复合 材料 的研 究特点 ， 进而 开发 满足 性 能的新 型复合材料 。 关键 词 ： 无机盐 晶须 ； 热塑性树脂 ； 复合材料
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干摩擦条件下Al18B4O33晶须增强AC4C铝基复合材料的摩擦磨损特性
干摩擦条件下Al18B4O33晶须增强AC4C铝基复合材料的摩擦磨损特性摩擦磨损特性的研究是复合材料领域中重要的课题之一。
本文针对Al18B4O33晶须增强AC4C铝基复合材料，在干摩擦条件下进行了摩擦磨损实验，并对实验结果进行了分析。
实验采用了摩擦磨损试验机，以不同的加载力和滑动速度进行了一系列的试验。
通过测量试样的摩擦系数和磨损量，得出了摩擦磨损曲线。
实验结果表明，Al18B4O33晶须对AC4C铝基复合材料具有有效的增强作用。
在摩擦过程中，Al18B4O33晶须与金属基体之间形成了良好的界面结合，能够有效地抵抗外部载荷和摩擦力的作用。
同时，晶须的硬度和强度也起到了重要的作用，能够抵抗外界的摩擦磨损。
此外，实验结果还显示出加载力和滑动速度对摩擦磨损行为的影响。
随着加载力的增大和滑动速度的增加，摩擦系数和磨损量都呈现出增加的趋势。
这是由于加载力的增大使得摩擦接触表面压力增加，而滑动速度的增加则增加了摩擦磨损的频率。
综上所述，Al18B4O33晶须增强的AC4C铝基复合材料具有良好的摩擦磨损特性。
在实际应用中，可以通过控制加载力和滑动速度来改变摩擦磨损行为，以实现更好的耐磨性能。
此外，实验中还对Al18B4O33晶须增强AC4C铝基复合材料的界面摩擦行为进行了分析。
通过扫描电子显微镜（SEM）观察了试样的摩擦表面形貌，发现晶须与基体之间形成了均匀的摩擦界面。
这种界面结合有助于传递摩擦力和分散摩擦热，从而减少了材料的摩擦磨损。
同时，Al18B4O33晶须的引入还对摩擦磨损机理产生了影响。
研究发现，在摩擦过程中，晶须的断裂、剥离和折断是摩擦磨损的主要机理。
晶须的断裂和剥离可以吸收和分散摩擦力，防止其对基体的直接作用；晶须的折断则减少了局部应力的集中，进一步提高了材料的耐磨性。
此外，Al18B4O33晶须的存在也改变了摩擦过程中的摩擦热分布。
研究发现，在试样的摩擦表面形成了均匀的摩擦热分布区域，这是由于晶须的导热性能较好，能够快速吸收和传导摩擦热。
PIP工艺制备SiC晶须增强SiC_(f)SiC复合材料的性能
PIP 工艺制备SiC 晶须增强SiC f /SiC复合材料的性能姜卓钰1,2, 吕晓旭1,2, 周怡然1,2, 齐 哲1,2,高 晔1,2, 赵文青2,3, 焦 健1,2*（1．中国航发北京航空材料研究院 先进复合材料国防科技重点实验室 北京 100095；2．中国航发北京航空材料研究院 表面工程研究所 北京 100095；3．北京理工大学 材料学院 北京 100081）摘要：以不同界面层厚度的SiC 纤维为增强相，采用先驱体浸渍裂解工艺（PIP ）制备SiC f （PyC ）/SiC 复合材料，并在复合材料基体中引入SiC 晶须，对其性能进行研究。
结果表明：热解碳（PyC ）界面层厚度约为230 nm 时，SiC 纤维拔出明显，SiC f /SiC 复合材料拉伸强度、弯曲强度和断裂韧度分别达到192.3 MPa 、446.9 MPa 和11.4 MPa•m 1/2；在SiC f /SiC 复合材料基体中引入SiC 晶须后，晶须的拔出、桥连及裂纹偏转等增韧机制增加了裂纹在基体中传递时的能量消耗，使复合材料的断裂韧度和弯曲强度分别提高了22.9%和9.1%。
关键词：碳化硅；复合材料；SiC 晶须；力学性能doi ：10.11868/j.issn.1005-5053.2020.000081中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2021)02-0082-07SiC f /SiC 复合材料是以SiC 纤维为连续增强体，SiC 陶瓷为基体的复合材料，因此SiC f /SiC 复合材料既具有SiC 基体的耐高温、低密度、耐腐蚀及耐蠕变等优点，又具有较高的强度和模量。
相比于高温合金材料，SiC f /SiC 复合材料可以实现减重、提高燃气效率，因而在发动机叶片、机闸、高/低压涡轮盘、火焰稳定器和排气喷管等航空航天领域具有重要的应用潜力。
随着相关技术的不断发展，这些领域对SiC f /SiC 复合材料的工作环境温度、强度等需求逐渐提高，因此这类材料将会面临更为严苛的考验[1-6]。
SiC晶须增强光固化树脂基复合材料性能研究
增刊红外与激光工程：先进激光技术发展与应用(摘要)451 Si C晶须增强光固化树脂基复合材料性能研究
王永祯L2，王爱玲2，许并社1’3
(1．太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原030024；
2．中北大学机械工程系，山西太原030024；
3．教育部新材料界面科学与工程重点实验室，山西太原030024)
摘要：在紫外光固化树脂中，采用新的复合工艺制备了晶须增强树脂基复合材料．采用F1碌研究了Si C晶须对树脂体系固化反应性的影响，对固化成型件进行了拉伸测试，并利用s EM观察分析了成型件断口形貌，探讨了晶须的增强机理．结果表明：实验合成的复合材料机械强度明显高于纯树脂体系；si C晶须具有较高的光透性，对固化体系反应影响很小，是光固化成型材料的较为理想增强体。
关键词：紫外光固化；晶须；Si C；树脂基复合材料。
硼酸铝晶须增强Al基复合材料的性能及制备
其 特 性 参 数 如 下 【 ： 碱 度 ｐ 值 ５ ５～７ ５ 纤 维 ３酸 Ｊ Ｈ ． ．，
径 为 ０ ５ １ ０ ｍ， 维 长 为 １ ． ～ ．ｔ 纤 ｚ Ｏ～３ ｔ 相 对 密 度 ０ｉ ｍ， ７ ９ｇ ｃ ， ．３ ／ ｍ３ 比表 面 积 ２ ３ ， 膨 胀 系 数 ４ ２× ． ｍ２ 线 ．
由于 晶须 具 有 接 近 化 合 物 理 论 强 度 的 独 特 性
地 研 究 了硼 酸铝 晶须 增 强 ６ ６ ０ １铝 基 复 合 材 料 的性
质 ， 晶须增 强 的铝基 复 合 材料 具 有 高 比强 度 、 弹 使 高 性 模 量 、 良的抗 疲 劳性 及摩 擦 性 能等 一 系列 特 性 ， 优
用 。九 十 年代 ， 日本 开 发 出 硼 酸 铝 晶 须 … ， 随后 ， 中 国科学 院金 属研 究 所 也 开展 了研 究 但 没 有 商 品 ２，
对
划 爱
化 。近 年来 ， 日本 已逐 渐 完善 了硼 酸铝 晶 须 的生 产 ，
中国 科研 与 生产 部 门 也 规模 化 生 产 了硼 酸铝 晶 须 ，
正 逐渐 扩 大 。
温度 ／ Ｋ
ｂ 热处理 温度对抗拉强 度的影 响
１ 硼酸铝 晶须增强铝基复合材料的性能
Ｋ．ｕａ ｕ ，Ｔ． ｕｉ Ｓ ｇｎ ｍａ Ｆ ｊａ等 人 ， 先 开 展 了 硼 酸 ｔ 最
铝 晶须增 强 铝 基 复合 材 料 的 研 究 。 ］ 们 较 为 系 统 ［他
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第２ ５卷 第 ４期 ２０ ０ ２篮 ７月
兵 器 材 料 科 学 与 工 程
ＯＲ ＤＮＡ Ｅ ＾ Ａ ＥＲ ＡＬ Ｓ Ｅ ＣＥ ＡＮＤ Ｅ ＮＣ Ｔ Ｉ ＣＩ Ｎ ＮＧＩ Ｅ Ｎ ＮＥ ＲＩ Ｇ
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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晶须包括: 碳、Si3N4 、SiC、莫来石等,基体 有:Si3N4 、SiC等陶瓷材料。 按复合工艺分有两种,即外加晶须补强陶瓷基复合材 料和原位生长晶须补强陶瓷基复合材料。外加晶须补强陶 瓷基复合材料通过晶须分散、晶须与基体原料混合、成型、 烧结而成;原位生长晶须补强陶瓷基复合材料的制备工艺 过程是将晶须生长剂与基体原料直接混合成型,在一定的温 度热处理,使坯体内部生长出晶须,然后烧结而成。前一种 工艺,容易控制晶须的含量,但是难以消除晶须的团聚现象; 后一种工艺,能够实现晶须的均匀分布,但晶须的含量难以 精确控制。晶须补强陶瓷基复合材料中的界面是关键环节。 合理的界面结合状态,有利于发挥晶须的作用,获得优越的 性能。
以碳化硅晶须为代表的无机晶须材料增强增韧的 金属基、陶瓷基复合材料已应用到机械、电子、化工、 国防、能源、环保等领域。可以预计,此种材料的研究 与应用将对国防工业、汽车工业、航空航天材料工业现实或潜在的重大意义。
晶须增强体的分类和物理性质
1.1 晶须增强体的分类
晶须是在人工控制条件下以单晶形式生长成的一 种纤维,是高技术新型复合材料中的一种特殊成员,其 直径非常小,以致难容纳在大晶体中常出现的缺陷,其 原子高度有序,因而强度接近于完整晶体的理论值,它 不仅具有优良的耐高温、高热、耐腐蚀性能,良好的 机械强度、电绝缘性、轻量、高强度、高弹性模量、 高硬度等特性,而且在电学、光学、磁学、铁磁性、 介电性、传导性甚至超导性等方面皆发生显著变化。 作为塑料、金属、陶瓷的改性增强材料时显示 出极佳的物理、化学性能和优异的机械性能。
1.2
晶须增强体的物理性质
晶须是在受控条件下培殖生长的高纯度纤细单晶 体,其晶体结构近乎完整,不含有晶粒界、位错、空洞 等晶体结构缺陷,具有异乎寻常的力学等物理性能,本 文中将要述及的几种晶须增强体的物理性能如下表1 所列。一般晶须的延伸率与玻璃纤维相当,而拉伸模量 与硼纤维相当, 兼具这两种纤维的最佳性能, 参见图1 。 另外, 晶须的强度与直径也有密切关系,晶须直径 小于10μm 时, 其强度急剧增加。该关系仅是晶须强 度与直径的理论表达, 一般认为, 随着晶须直径的增大, 晶须晶格缺陷相应增多, 从而使其强度下降, 所以, 在 晶须制备过程中, 采用何种方式、何种工艺控制晶须 以单晶形式生长, 是制取高强度、高有序性、完整晶 须的关键, 参见图2。
③晶须拔出机理。当晶须从陶瓷基体中拔出时,克服 摩擦力做功而吸收能量,提高材料的断裂韧性,这会使材 料的韧性有一定程度的增加。晶须、基体材料的特性(强 度、弹性模量、热膨胀系数等) 以及它们之间的界面结 合强度对这些增韧机理有重要的影响。 晶须补强陶瓷基复合材料的性能比单一陶瓷材料更 好,但价格相对较高,主要用于国防工业、航空航天以及 精密机械零件等方面。随着材料设计和复合工艺的不断 发展,晶须补强陶瓷基复合材料的性能将得到进一步的提 高,应用的范围也将越来越广泛。
形成集聚的原因主要有晶须之间的相互纠结以及由 于晶须之间的化学吸附所导致的集聚。
球磨和超声分散主要是借助外加机械力将结在一起 的团聚体“撕开”,但还需借助合适的分散介质和分散剂 以及pH值的调整等来改变晶须的表面状态,以消除晶须 之间的化学吸附,达到均匀分散的目的;sol —gel 法则主 要是通过将各个复合体系先制成胶体,借助胶体这一特殊 介质的电化学作用,使晶须均匀分散,最终制得分散均匀 的成型体。
晶须增强复合材料的机理
2.1 晶须分散技术
晶须增强复合材料之前,必先有效解决其团聚问题,由 于晶须增强体有较大的长径比,通常在7～30 范围内,故分 散比较困难。 常用的晶须分散技术主要有球磨分散、超声分散、 sol —gel 法分散以及分散介质选择、pH 值的调整等。对 于某些长径比较大、分枝较多的晶须,首先还需通过球磨或 高速捣碎的方式减少分枝和降低长径比。晶须分散的主要 关键在于消除晶须的团聚或者说集聚。
在晶须补强陶瓷基复合材料发生断裂时,能够阻止 裂纹扩展,提高材料断裂韧性的微观方式和途径,其机理 主要有以下三种: ①桥接机理。当裂纹扩展到晶须时,在 裂纹尖端形成一个桥接区,形成一个闭合应力,阻止裂纹 的进一步扩展从而增加材料的断裂韧性。②裂纹偏转机 理。当裂纹扩展到晶须时,裂纹的扩展方向发生变化,由 于晶须与基体间的结合而使裂纹沿晶须方向扩展,这样既 增加了形成新表面的面积又不致于使裂纹超过其临界尺 寸(裂纹在没有外部应力作用下可自发扩展的最小尺寸) , 从而使材料的断裂韧性提高。
在汽车工业上, 玻璃基晶须复合材料SiCw/ SiO2 已用作汽车热交换器的支管内衬。发动机活塞的耐磨部 位已采用SiCw/ Al 材料,大大提高了其使用寿命。正在 研究开发晶须塑料复合材料的汽车车身和基本部件。 在化工业上,已开发出晶须纸、晶须布和各种过滤 器,晶须增强橡胶也在研究中。 作为生物医学材料,晶须复合材料已试用于牙齿、 骨骼等。 在日常工业中塑料基晶须增强材料已制造出高尔夫 球杆、钓鱼杆等。作为特殊功能材料,由于特种晶须的制 备成功也将使其迈入电学、磁学和光学及超导材料领域。 以上所述的各种应用尽管大多数尚处在探索阶段, 然而诸方面的试验结果已经表明晶须及其复合材料的应 用有着强大的生命力。
晶须增强体复合材料的应用前景
晶须主要用作复合材料的增强剂,以增强金属、陶 瓷、树脂及玻璃等。 在航空航天领域,金属基和树脂基的晶须复合材料 由于重量轻、比强度高,可用作直升飞机的旋翼、机翼、 尾翼、空间壳体、飞机起落架及其他宇宙航空部件。在 建筑工业上,用晶须增强塑料,可以获得截面极薄、抗张 强度和破坏耐力很高的构件。在机械工业中, 陶瓷基晶 须复合材料SiCw/ Al2O3 已用作切削工具,在Ni 基耐热 合金加工中发挥作用;塑料基晶须复合材料可用作零部 件的粘接接头,并局部增强零部件应力集中、承载力大 的关键部位,间隙增强和硬化表面等。
晶须增强复合材料
工程材料及成形技术
目 录
引言
晶须增强体的分类和物理性质 晶须复合材料增强的机理 晶须增强体复合材料的应用前景
引
言
高技术新型复合材料是比传统材料有更高性能的 复合材料,这主要是指用各种高性能增强剂(纤维、晶 须等) 增强基体所构成的高性能树脂基复合材料、金 属基复合材料、陶瓷基复合材料、玻璃基复合材料、 碳基复合材料和功能复合材料等。 当前人类已经从合成材料的时代进入复合材料的 时代。许多科学家认为,未来的金属基复合材料将在很 大程度上集中于非连续(包括晶须、颗粒及片状增强体) 增强材料方面的研究与应用。因此,晶须的合成和应用 研究必将成为材料科学研究的热点之一。
2.2 晶须增强、增韧复合材料机理
20 世纪80 年代中期,晶须增强、增韧复合材料 机理的研究取得了深入发展。由晶须增强的新型复合 材料,既保留了基体材料的主要特色,又通过晶须的增 强、增韧作用改善了基体材料的性能。 因基体材料的不同,其增强机理亦有不同。关于 晶须增强、增韧复合材料,国内外的研究普遍认可的 机理如下。 (1) 晶须增强陶瓷基复合材料 以陶瓷为基体,以晶须为增强体,通过复合工艺制 得的新型陶瓷材料,既保留了陶瓷基体的主要特色,又 通过晶须的增强、增韧作用改善了陶瓷材料的性能。
故耐高温性好,多被用于增强陶瓷基和金属基复合 材料,但成本较高。氧化物陶瓷晶须如K2 Ti6O13 、 CaSO4 、2MgO· 2O3 、nAl2O3 · 2O3 ( n = B mB 9～2 ,m= 2～1) 等, 具有相对较高的熔点(1000～ 1600 ℃) 和耐热性,可用作树脂基和铝基复合材料增 强体。 晶须作为增强体时,其用量体积分数多在 35 %以下。如用20 %～30 %Al2O3 晶须增强金 属,得到的复合材料强度在室温下比原金属增 加近30倍。
总体上讲,晶须增强体分为金属晶须增强体和非 金属晶须增强体两类。 金属晶须增强体一般是由金属的固体、熔体或气 体为原料,采用熔融盐电解法或气相沉积法制得。金属 晶须的主要用途是作为复合材料的增强体用于火箭、 导弹、喷气发动机等部件上,特别是用作导电复合材料 和电磁波屏蔽材料。 非金属晶须增强体亦称陶瓷晶须增强体,它具有 高强度、高模量、耐高温等突出优点,广泛用于复合材 料的增强。其大致又可分为非氧化物类和氧化物类两 类,前者如SiC 和Si3N4等,具有高达1900 ℃以上的熔 点。
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