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铝箔布耐火纤维特殊用途及进展
添加时间:2021.08.06

铝箔布耐火纤维特殊用途及进展:
人造纤维增强材料(玻璃纤维)最早出现在20世纪40年代,此后50多年的时间内复合材料工业逐年增长,到1997年世界总产量约达500万1,价值在250亿~ 1450亿美元之间。先进复合材料仅占其总量的1%,价值比例约占7%,是最具发展前途的部分。其中连续纤维增强材料占有相当大的比例,尤其在需要高比力学性能的应用领域占绝对优势,是高技术范畴重要材料支撑。
研究表明,无论材料的形状和结构如何复杂,具有最高比模量(E/p)、比强度(σo/p) 的材料是力学性能最好的材料。将材料加工成几到几十微米直径的纤维形状,因尺寸效应,可有效减少内部微孔、缺陷,并有机会调节分子或结品结构择优取向,是获得高比极限强度的最佳方式之一。但纤维的形状很大程度上限制了其作为结构材料在众多场合的应用。
选择高比模量材料,将其加工成纤维形状,并将基质掺人纤维,基质可连接、保护纤维并赋予材料必要的性能,形成具有高比力学行为的复合材料。用连续纤维做增强材料有下列明显优势:由于纤维的高长径比特征,连续纤维增强复合材料可使纤维性能最大程度转变成复合材料的工程性能。将最大体积分数连续纤维进行更有效精确布局,在承担负荷方向将纤维互相平行排列,则制成的材料可提供最优异的比力学性。使材料性能具有最大程度的可预见性。材料更难发生很多纤维同时断裂的灾难性破坏,同时赋予其高度各向异性特征。将材料制成直径很细的纤维,可有效提高其可变形性,将给编织名种形式的增强物和使用多种高效加工技术制造复合材料留下更大空间。尽管加工难度相对增大,但可完成其他材料难以胜任的工作。减少纤维长度会同时造成复合材料工程性能的劣化,铝箔布短纤维复合材料对纤维与基质之间的热不匹配敏感程度高于长纤维复合材料,尽管该材料可改善其他性能并可用低成本的常规方法加工,但增强剂的均匀分布是个难题。


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近几年,尽管碳纳米管复合材料的研究取得重要进展,然而在制备有市场竞争力的大型复合材料方面,在开展最优化结构的加工、表征和分析技术方面都存在巨大挑战。一些应用领域要求材料必须以纤维形状出现。Larbalestier 说,我们需要的超导材料必须是电连续的,否则它不能应用。将高温氧化超导材料与银及其他金属基质制成多丝束超导复合纤维,尺寸为2.5mm x0.25mm、长度为6km的多丝束超导复合纤维制成变压器绕组,用液氮为冷却剂,此变压器能量损失仅为一般材料变压器的1/5,并且体积小、质量轻、更安全。铝箔布陶瓷纤维为三维网状或粒状结构,属各向同性材料,甚至横向性能优于纵向性能。

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