玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比目录纤维结构纤维性能与基体结合适用基体及应用Content玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨玻璃纤维碳纤维SiC纤维成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制作而成由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。有机硅化合物为原料经纺丝、碳化或气相沉积而制得具有β-碳化硅结构的无机纤维β-碳化硅结构(立方晶系)层片状结构由无规则的SiO2网络所组成玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨组成成分及结构Compositionandstructure玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨组成成分及结构Compositionandstructure玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨从作为增强相的几种纤维的尺寸来说:玻璃纤维的长度最长,碳纤维较长,碳化硅偏向于颗粒状玻璃纤维:单丝直径为几个微米到二十几个微米碳纤维:层面间的间距约为3.39到3.42ASiC纤维:直径在3~140微米之间尺寸组成成分及结构Compositionandstructure性能与对比玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨PerformanceandCompared玻璃纤维碳纤维SiC纤维较好的导热和导电性,抗氧化、抗蠕变、耐化学腐蚀最主要特点:耐高温性缺点:硬且脆,加工难度很大模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸震性好最主要特点:质量轻,抗拉强度高缺点:受力过大无形变直接发生脆断重量轻、耐疲劳、耐腐蚀最主要特点:机械强度高、绝缘性好缺点:性脆,耐磨性较差玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨与基体结合Combination玻璃纤维(GlassFiber)•分布:多数以长纤维单向分布,少数以短纤维弥散分布,更有少数以层板状结合•改性方法:改善增强相与基体间的润湿性,以增加其表面官能团为主玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨适用基体与应用SuitableMatrixandApplication玻璃纤维(GlassFiber)1.有机高聚物基:苯乙烯类树脂:AS树脂(丙烯腈-苯乙烯)、ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)弹性模量高、线膨胀系数减小,制品尺寸稳定性好,用于汽车内装制品,空调叶片、照相机内外壳等2.无机非金属材料(一般不与水泥复合)玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨与基体结合Combination碳纤维(CarbonFiber)•分布:多数以短纤维棒状弥散分布,少数为长纤维单向增强结构或编织织构•改性方法:改善增强相与基体间的润湿性,以增加其表面官能团或增加其他物质为主玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨适用基体与应用SuitableMatrixandApplication碳纤维(CarbonFiber)1.有机高聚物基:环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯:强度高、耐磨损性能好、但成本高航空领域内的飞行器制造、汽车和高端运动器材的制造2.金属基3.无机非金属(石英,硅硼玻璃,高硅氧玻璃等)抗拉强度高,研究将碳纤维筋代替钢筋用于增强混凝土玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨与基体结合CombinationSiC纤维(SiCFiber)•分布:以颗粒弥散分布为主或以短纤维弥散分布•改性方法:改善表面润湿性为主,常见的手段为加三氧化二铝颗粒或氢氧化铝颗粒玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨适用基体与应用SuitableMatrixandApplicationSiC纤维(CarborundumFiber)1.金属基碳化硅/钛、钨丝/镍基超合金复合材料:可用于喷气发动机叶片、转轴等重要零件。碳化硅/铝复合材料、碳纤维或氧化铝纤维/铝复合材料:可制作发动机活塞、缸套等零件。2.无机非金属基玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨总结Conclusion二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠构成无规则的SiO2网络石墨微晶等有机纤维,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料有机硅化合物为原料,经纺丝、碳化或气相沉积而制得具有β-碳化硅结构的无机纤维重量轻、耐疲劳、耐腐蚀最主要特点:机械强度高、绝缘性好缺点:性脆,耐磨性较差模量高、比强大、热膨胀系数低、耐高温、耐腐蚀、吸震性好、质量轻缺点:受力过大发生脆断较好的导热和导电性,抗氧化、抗蠕变、耐化学腐蚀最主要特点:耐高温性缺点:硬且脆,加工难度很大长纤维单向增强结构为主颗粒弥散结构短纤维弥散结构层板结构短纤维棒状弥散分布为主长纤维单向增强结构编织织构短纤维弥散结构三维编织纤维结构1.有机高聚物基:苯乙烯类树脂,AS树脂ABS树脂2.无机非金属材料(一般不与水泥复合)1.环氧树脂2.酚醛树脂,聚四氟乙烯3.金属4.无机非金属材料(石英,硅硼玻璃,高硅氧玻璃等)1.金属2.无机非金属材料玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比·复合材料研讨参考文献References1)曾天卷.塑性塑料——短纤维粒料和长纤维粒料.《玻璃纤维》.2008年第四期2)李爽娜.玻璃纤维/不饱和聚酯树脂复合材料配方与性能的研究.哈尔滨工业大学硕士论文.2012年7月3)张彦庆.长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备与研究.华东理工大学硕士论文.2012年12月4)邹永春.玻璃纤维增强ABS复合材料的制备与研究.北京化工大学硕士论文.2002年5月5)崔兴志.碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备及性能研究.中国海洋大学硕士论文.2014年6月6)刘伟.纳米粒子/碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制备及性能研究.哈尔滨工业大学.2013年6月7)WuGP,WangYY,LiDH,etal.Directelectrochemicalattachmentofcarbonnanotubestocarbonfibersurfaces[J].Carbon.2011,49(6)2152-2155.8)LeeW,LeeSB,ChoiO,etal.Formicary-likecarbonnanotube/copperhybridnanostructuresforcarbonfiber-reinforcedcompositesbyelectrophoreticdeposition[J].Journalofmaterialsscience,2011,46(7):2359-23649)张成良.碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备和性能研究.兰州大学.2008年5月10)黄思德.碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备与性能研究.合肥工业大学.2012年4月11)闫红英.碳化硅颗粒增强镁基复合材料的制备及性能研究.西安科技大学.2008年4月玻璃纤维、碳纤维与SiC纤维的对比课题报告Thankyou