【簡(jiǎn)介：】本篇文章給大家談?wù)劇秙ic航空公司》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、碳化硅有什么制品？


2、短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)和不足


3、請(qǐng)大伙兒說一下碳化硅

本篇文章給大家談?wù)劇秙ic航空公司》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

本文目錄一覽：

• 1、碳化硅有什么制品？
• 2、短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)和不足
• 3、請(qǐng)大伙兒說一下碳化硅有什么特性，用途和作用
• 4、碳化硅的用途碳化硅在高溫下能與氧發(fā)生反應(yīng)嗎
• 5、什么是纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

碳化硅有什么制品？

碳化硅制品：

碳化硅制品可以分為很多類，根據(jù)不同的使用環(huán)境，分為不同的種類。一般使用到機(jī)械上比較多。例如使用到機(jī)械密封件上，可以稱為碳化硅密封環(huán)，可以分為靜環(huán)、動(dòng)環(huán)、平環(huán)等。也可以根據(jù)客戶的特別要求，制作出各種形狀的碳化硅制品，例如碳化硅異形件，碳化硅板，碳化硅環(huán)等。

碳化硅的制品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強(qiáng)度等特點(diǎn)，這使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應(yīng)用。

在應(yīng)用在密封環(huán)上：碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、強(qiáng)度高、硬度高，耐磨性能好、摩擦系數(shù)小，且耐高溫，因而是制造密封環(huán)的理想材料。它與石墨材料組合配對(duì)時(shí)，其摩擦系數(shù)比氧化鋁陶瓷和硬質(zhì)合金小，因而可用于高PV值，特別是輸送強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的工況中使用。我公司生產(chǎn)的SIC-1型碳化硅常壓燒結(jié)制品，具有密度高、硬度高、生產(chǎn)批量大、可生產(chǎn)復(fù)雜形狀制品的特點(diǎn)，適用于高性能的密封件中使用，特別是高PV值及耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的工況。而我公司生產(chǎn)的SIC-3型碳化硅陶瓷制品是含石墨的碳化硅材料。由于在碳化硅基體中含有大量的彌散細(xì)小的石墨顆粒，與其它材料配對(duì)使用時(shí)，其摩擦系數(shù)非常小，具有良好的自潤(rùn)滑性能，特別適用于制作氣密封或有干摩擦工況的密封件中使用，從而使密封件的使用壽命及工作的可靠性提高。

金剛砂又名碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)需要加食鹽）等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。碳化硅又稱碳硅石。在當(dāng)代C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中，碳化硅為應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。目前中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。

短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)和不足

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

由增強(qiáng)纖維和基體組成。纖維(或晶須)的直徑很小，一般在l0μm以下，缺陷較少又小，斷裂應(yīng)變不大于百分之三，是脆性材料。容易損傷、斷裂和受到腐蝕。

基體相對(duì)于纖維來說強(qiáng)度和模量要低得多但可經(jīng)受較大的應(yīng)變往往具有粘彈性和彈塑性是韌性材料。

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由纖維的長(zhǎng)短可分為短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、長(zhǎng)纖維復(fù)合材料和雜亂短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于纖維和基體的不同品種很多如碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧、硼纖維增強(qiáng)環(huán)氧、kevlar纖維增強(qiáng)環(huán)氧、kevlar纖維增強(qiáng)橡膠、玻璃纖維增強(qiáng)塑料、硼纖維增強(qiáng)鋁、石墨纖維增強(qiáng)鋁、碳纖維增強(qiáng)陶瓷、碳纖維增強(qiáng)碳和玻璃纖維增強(qiáng)水泥等。

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的性能體現(xiàn)在以下方面：

比強(qiáng)度高比剛度大成型工藝好材料性能可以設(shè)計(jì)抗疲勞性能好。破損安全性能好。多數(shù)增強(qiáng)纖維拉伸時(shí)的斷裂應(yīng)變很小、疊層復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度和層間拉伸強(qiáng)度很低、影響復(fù)合材料性能的因素很多會(huì)引起復(fù)合材料性能的較大變化、用硼纖維、碳纖維和碳化硅纖維等高性能纖維制成的樹脂基復(fù)合材料雖然某些性能很好但價(jià)格昂貴、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料與傳統(tǒng)的金屬材料相比具有較高的強(qiáng)度和模量較低的密度、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還具有獨(dú)特的高阻尼性能因而能較好地吸收振動(dòng)能量同時(shí)減少對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)件的影響

顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料

顆粒增強(qiáng)體是用以改善復(fù)合材料的力學(xué)性能，提高斷裂功、耐磨性、硬度，增進(jìn)耐蝕性的顆粒狀材料。如sic、tic、b4c、wc、al2o3、mos2、si3n4、tib2、bn、c、石墨~~~等

顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料由于制備工藝簡(jiǎn)單、成本較低微觀組織均勻、材料性能各向同性且可以采用傳統(tǒng)的金屬加工工藝進(jìn)行二次加工等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域最重要的研究方向。顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的主要基體有鋁、鎂鈦、銅和鐵等，其中鋁基復(fù)合材料發(fā)展最快；而鎂的密度更低，有更高的比強(qiáng)度、比剛度，而且具有良好的阻尼性能和電磁屏蔽等性能，鎂基復(fù)合材料正成為繼鋁基之后的又一具有競(jìng)爭(zhēng)力的輕金屬基復(fù)合材料。鎂基復(fù)合材料因其密度小，且比鎂合金具有更高的比強(qiáng)度、比剛度、耐磨性和耐高溫性能，受到航空航天、汽車、機(jī)械及電子等高技術(shù)領(lǐng)域的重視。顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料與連續(xù)纖維增強(qiáng)、非連續(xù)

(短纖維、晶須等)纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料相比，具有力學(xué)性能呈各向同性、制備工藝簡(jiǎn)單、增強(qiáng)體價(jià)格低廉、易成型、易機(jī)械加工等特點(diǎn)，是目前最有可能實(shí)現(xiàn)低成本、規(guī)?；虡I(yè)生產(chǎn)的鎂基復(fù)合材料

請(qǐng)大伙兒說一下碳化硅有什么特性，用途和作用

碳化硅是由硅與碳元素以共價(jià)鍵結(jié)合的非金屬碳化物，硬度僅次于金剛石和碳化硼?；瘜W(xué)式為SiC。無色晶體，外表氧化或含雜質(zhì)時(shí)呈藍(lán)黑色。具有金剛石結(jié)構(gòu)的碳化硅變體俗稱金剛砂。金剛砂的硬度挨近金剛石，熱安穩(wěn)性好，2127℃時(shí)由β-碳化硅轉(zhuǎn)變成α-碳化硅，α-碳化硅在2400℃依然安穩(wěn)。對(duì)氫氟酸水溶液和濃硫酸安穩(wěn)，對(duì)濃氫氟酸與硝酸的混合酸或磷酸則不安穩(wěn)。在空氣氛中被熔融的堿分化。它分為人工合成碳化硅和天然碳化硅。天然碳化硅稱為碳硅石，首要賦存于金伯利巖及火山角閃巖中，但其量甚少，無挖掘價(jià)值

工業(yè)用碳化硅為人工碳化硅，SiC含量為95%～99.5%，常含少量的游離碳，以及Fe2O3、Si和SiO2等雜質(zhì)。碳化硅按結(jié)晶類型可分為六方晶系(α-SiC)和立方晶系(β-SiC)，六方晶系又因其結(jié)晶排列的周期性不同有六方晶胞的晶型(2H、4H、6H……等)和菱形晶胞的晶型(15R、21R、27R……等)，碳化硅的同質(zhì)多晶結(jié)構(gòu)有100多種。工業(yè)碳化硅為α-SiC和β-SiC的混合物，色彩有黑色和綠色兩種。純潔的碳化硅為無色通明，含雜質(zhì)時(shí)呈黑色、綠色、藍(lán)色及黃色。六方和立方晶系，晶體為板狀，復(fù)三方柱狀。具有玻璃光澤，密度為3.17～3.47g/cm3，莫氏硬度9.2，顯微硬度30380～33320MPa；熔點(diǎn)：在大氣中2050℃開端分化，在復(fù)原氣氛下2600℃開端分化；彈性模量為466、480MPa；抗拉強(qiáng)度為171.5MPa；耐壓強(qiáng)度為1029MPa；線膨脹系數(shù)為(25～1000℃)5.0×10-6/℃；熱導(dǎo)率(20℃)為59W/(m·K)?；瘜W(xué)性質(zhì)安穩(wěn)，在HCl、H2SO4和HF中煮沸也不受浸蝕，但在濃H3PO4中于230℃開端分化。

碳化硅的用途碳化硅在高溫下能與氧發(fā)生反應(yīng)嗎

碳化硅的應(yīng)用主要在于它的半導(dǎo)體性能與力學(xué)性能兩個(gè)方面。高溫下與氧反應(yīng)。

一般的工業(yè)制備碳化硅工藝為“電極高溫合成法”，或者說，電極高溫炭還原熔煉法。使用純凈的SiO2與石油焦在電極電爐中，高于攝氏2000度以上熔煉而成。

SiC在溫度高于2600度后就開始熱分解。在氧化氣氛中，或者具有催化條件下，溫度高于1300度后就可以與氧產(chǎn)生碳氧反應(yīng)。所以，碳化硅粉體可以用作煉鋼的脫氧劑。

碳化硅的晶體結(jié)構(gòu)有多種。最為常見的，也是最有應(yīng)用價(jià)值的是金剛石晶體結(jié)構(gòu)或者類金剛石晶體結(jié)構(gòu)?；蚍Q其為立方結(jié)構(gòu)。其它的六方結(jié)構(gòu)與菱方結(jié)構(gòu)則少見。

SiC具有優(yōu)良的半導(dǎo)體特性。而且，屬于寬禁帶（大于3ev）高溫半導(dǎo)體。能滿足太空半導(dǎo)體材料的性能需要。當(dāng)然，太空半導(dǎo)體材料同樣可以在地球表面使用。

SiC還具有優(yōu)良的力學(xué)性能。它的硬度僅次于金剛石。所以，研磨材料、摩擦材料的制造很多都選擇了SiC作為重要的組分之一。

當(dāng)然，SiC的紅外性能、電磁波吸收與透過性能也是具有獨(dú)步之處。

參看SiC的常見晶體結(jié)構(gòu)：

什么是纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

金屬基復(fù)合材料

6.1金屬基復(fù)合材料的種類和基本性能

6.1.1金屬基復(fù)合材料的種類

1.按基本分類

（1）鋁基復(fù)合材料：良好的塑性和韌性，易加工性、工程可靠性及價(jià)格低廉等

（2）鎳基復(fù)合材料：高溫性能優(yōu)良，有望成為燃汽輪機(jī)的葉片

（3）鈦基復(fù)合材料：高比強(qiáng)度，中溫強(qiáng)度較鋁基好，超音速戰(zhàn)斗機(jī)中用鈦合金做蒙皮，主要與硼纖維結(jié)合增強(qiáng)

（4）鎂基復(fù)合材料：比鋁基更輕，集超輕，高比強(qiáng)度，高比剛度于一體，是航空航天材料的優(yōu)選材料（dmg=1.74, dAl=2.7）

還有鋅基、銅基、耐熱金屬基、金屬間化合物基等復(fù)合材料

2.按增強(qiáng)材料分類

（1）顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料：增強(qiáng)相超過20%的彌散強(qiáng)化類型，其強(qiáng)度取決于顆粒的直徑、間距和體積比

（2）層狀復(fù)合材料：與纖維增強(qiáng)相比，它在平面各個(gè)方面上是增強(qiáng)的（二維增強(qiáng)，而不是一維增強(qiáng)）

（3）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：有長(zhǎng)纖，短纖和晶須三種纖維，長(zhǎng)纖亦可以一維纖維，二維布和三維網(wǎng)的方式存在。長(zhǎng)纖維在基本中必須定向規(guī)整地存在，而短纖和晶須則是隨機(jī)任意不定向存在。

6.1.2金屬基復(fù)合材料中增強(qiáng)體的性質(zhì)

金屬基復(fù)合材料的增強(qiáng)體主要是無機(jī)物和金屬。無機(jī)纖維有C纖維、B纖維、SiC, Al2O3、Si3N4纖維等。金屬纖維主要有鈹、鋼、不銹鋼和鎢纖維等。增強(qiáng)顆粒主要是無機(jī)非金屬顆粒，包括石墨、SiC, Al2O3、Si3N4、TiC、B3C3等。主要講述纖維增強(qiáng)體。

纖維增強(qiáng)體的基本要求：

A高強(qiáng)度，

B高模量，

C容易制造和價(jià)格低廉，

D化學(xué)穩(wěn)定性好，

E纖維的尺寸和形狀: 大直徑圓纖維為好，

F性能的再現(xiàn)性與一致性，

G抗損傷或抗磨損性能

6.1.3金屬基復(fù)合材料的強(qiáng)度

纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的縱向強(qiáng)度和橫向強(qiáng)度是不同的。

1. 縱向強(qiáng)度(圖6-1，P127)

臨界纖維體積比VF*

當(dāng)弱纖維斷裂時(shí)，將引起三種重要的變化。1）由于破斷纖維失去強(qiáng)度，而使該處截面上的強(qiáng)度降低。2）破斷纖維裂紋周圍的靜應(yīng)力集中會(huì)降低材料的有效強(qiáng)度。3）破斷纖維失去載荷時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力波會(huì)使復(fù)合材料受到?jīng)_擊，從而降低該處橫斷面上的瞬時(shí)承載能力。

2. 橫向強(qiáng)度

復(fù)合材料的橫向模量隨著增強(qiáng)材料的含量增加是增加的，但強(qiáng)度的變化是復(fù)雜的。因?yàn)椴牧峡偸窃诰植繑嗔?，這并不是平均強(qiáng)度可以衡量的，但總體上基本受纖維嚴(yán)重束縛，其斷裂強(qiáng)度理應(yīng)比純基體材料大。

6.1.4復(fù)合材料組分的相容性

包括物理相容性和化學(xué)相容性，物理相容性和壓力變化、熱變化時(shí)材料的伸縮性能有關(guān)，相容性的要求是外部載荷能通過基本均勻傳遞到增強(qiáng)物上，基體上的應(yīng)力不會(huì)增強(qiáng)體的局部過于集中化學(xué)相容性則與界面結(jié)合、界面化學(xué)反應(yīng)及環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。

6.2金屬基復(fù)合材料的制造工藝

雖然該類復(fù)合材料的工藝很多，大致有：粉末冶金法、熱壓法、熱等靜壓法、擠壓鑄造法、共噴沉積法、液態(tài)金屬浸潤(rùn)法、液態(tài)金屬攪拌法、反應(yīng)自生法等等，這些方法大多也尚在不斷發(fā)展之中，但其基本制造方法可歸納成幾個(gè)大類：固態(tài)法、液態(tài)法和自生成法及其它制備方法。

6.2.1固態(tài)法

基體和增強(qiáng)物均為固態(tài)。粉末冶金法、熱壓法、熱等靜壓法等包括在此類。

6.2.2液態(tài)金屬法

基體處于液態(tài)時(shí)與增強(qiáng)物復(fù)合的方法

6.2.3自生成法和其它方法

在基體內(nèi)部通過反應(yīng)生成增強(qiáng)物質(zhì)的方法

其它方法：如復(fù)合涂（鍍）法，將增強(qiáng)物細(xì)粒懸浮于鍍液中用電鍍或化學(xué)鍍形成復(fù)合層。

6.3鋁基復(fù)合材料

6.3.1顆粒（晶須）增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料

增強(qiáng)材料晶須有：SiC,Al2O3,SiO2,BC4,TiC

性能：性能優(yōu)異，增強(qiáng)顆粒價(jià)格低廉，應(yīng)用前景廣闊，如SiC增強(qiáng)者：有良好的力學(xué)性能和耐磨性，拉伸強(qiáng)度和彈性模量都比基體高，且顆粒粒徑越小，顆粒含量越大，強(qiáng)度就越高。耐磨性亦然。

6.3.2纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料

增強(qiáng)纖維主要有B,C，SiC,Al2O3

1)BF/Al:硼纖維增強(qiáng)材料是最早研究和應(yīng)用的，其高溫性能尤其突出，在500時(shí)的拉伸強(qiáng)度達(dá)到500MPa,這是鋁合金材料不可想象的。硼纖維比重：2.5-2.65.硼在鎢絲上化學(xué)氣相沉積得到纖維，表面還要加陶瓷涂層增加其抗氧化性能。

制造過程：纖維排列、復(fù)合材料組裝壓合和零件層壓。用易揮發(fā)的粘結(jié)劑將維粘一起并和鋁箔上一起熱壓。

2)C/Al復(fù)合材料：碳纖維有優(yōu)異的力學(xué)性能，而價(jià)格較低。碳纖維的表面處理很關(guān)鍵，

3）SiCF/Al復(fù)合材料：特別的高溫抗氧化性能，能在較高溫度下與鋁復(fù)合。產(chǎn)品性能。有高的拉伸強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度和優(yōu)異的耐磨性能

4）短纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料

特點(diǎn)：增強(qiáng)體來源廣，價(jià)格低，成形性好，材料性能各向同性，可用傳統(tǒng)工藝成型加工。用氧化鋁和硅酸鋁增強(qiáng)鋁基合金其高溫強(qiáng)度明顯高于基體，彈性模量在室溫和高溫下都有較大的提高，熱膨脹系數(shù)小，耐磨性改善。

6.3.3 鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用

性能好，但價(jià)格昂貴，所以主要用作航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星，空間站等的結(jié)構(gòu)材料，其次用作導(dǎo)彈構(gòu)件，自行車架，高爾夫球桿等體育用品上。其民用前景隨造價(jià)的降低會(huì)很廣泛。

6.4鎳基復(fù)合材料（TMCS）

其復(fù)合材料有望用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片，承受高溫和高負(fù)載。

以單晶氧化鋁（藍(lán)寶石）晶須和桿增強(qiáng)簡(jiǎn)單鎳或鎳鉻合金是主要研究類型。

藍(lán)寶石與鎳在高溫下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以要進(jìn)行表面處理，通常是在表面涂鎢。

制造方法主要是將纖維夾在金屬板之間進(jìn)行熱壓。如熱壓法成功地制造了Al2O3-NiCr復(fù)合材料。其工藝是先在桿上涂Y2O3,再涂一層鎢，然后將桿夾在金屬板之間真空于1200℃加壓41.4MPa.

6.5鈦基復(fù)合材料（TMCS）

1）金屬鈦耐高溫、耐腐蝕，比重低（4.5g/cm3）,是高性能結(jié)構(gòu)材料的首選材料

主要有顆粒增強(qiáng)和連續(xù)纖維增強(qiáng)兩大類.

如用碳化硅顆粒增強(qiáng)時(shí)，其硬度和剛度提高，常溫強(qiáng)度比基體有時(shí)有所降低，但高溫強(qiáng)度比基體好。

連續(xù)纖維復(fù)合鈦合金的難度很大，只能用固相復(fù)合，因鈦在高溫時(shí)易于與纖維反應(yīng)。硼鈦復(fù)合材料是主要研究對(duì)象。為了解決鈦在高溫下與基體的反應(yīng)性，也就是與纖維的相容性問題，提出如下方法：（1）最大限度減小反應(yīng)的高速工藝；（2）最大限度減少反應(yīng)的低溫工藝；（3）研究低活性的基體；（4）研制最大限度減小反應(yīng)的涂層；（5）選擇具有較大反應(yīng)容限的系列；（6）設(shè)計(jì)上盡量減小強(qiáng)度降低的影響。

2）應(yīng)用：主要以用在航空航天用超高速發(fā)動(dòng)機(jī)上為目的，但目前也有用在民用上，用作汽車材料和體育器材上。

6.6碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

1）碳纖維和許多金屬缺乏相容性，目前相容性較好的有鋁鎂鎳鈷等，和鈦等其它金屬?gòu)?fù)合時(shí)會(huì)形成碳化物，故需進(jìn)行表面處理。

2）碳纖維和某些材料復(fù)合會(huì)有特殊性質(zhì)，如與銅，鋁和鉛等復(fù)合有高的強(qiáng)度，導(dǎo)電性，低摩擦性，低膨脹性（尺寸穩(wěn)定性）等

3）與碳復(fù)合的金屬除鋁是主要的外，還有銅鎂鉛鋅錫鈹?shù)取?/p>

4)Cf/Al:對(duì)纖維進(jìn)行增強(qiáng)與鋁的潤(rùn)濕性處理很關(guān)鍵。這樣在熱壓時(shí)能很好結(jié)合。涂敷金屬或非金屬層是可期待的改性方式。

5）Cf/Ni:電沉積熱壓是主要方法。但低壓時(shí)獲得的強(qiáng)度更高，原因是高壓損傷了纖維。

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