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陶瓷纤维性能与应用

2021-07-09 04:50:07

陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨、抗氧化等优点,与金属材料、高分子材料和固体材料并称三大材料。陶瓷材料根据其性能和应用领域可分为结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷:结构陶瓷具有耐高温、化学稳定性好、不易腐蚀、强度高、硬度高、导热性好等优点。结构陶瓷按其组成可分为三类:氧化陶瓷、非氧化陶瓷、陶瓷基复合材料;功能陶瓷:功能陶瓷是利用其非机械性能的材料。功能陶瓷在生物技术、航空航天、能源开发等领域有着广泛的应用。

陶瓷纤维作为一种重要的陶瓷材料,受到了众多研究者的关注。陶瓷纤维能有效防止在应力作用下产生裂纹扩展的缺陷,陶瓷纤维与基体复合制备纤维增强陶瓷基复合材料是提高陶瓷韧性的有效途径,连续陶瓷纤维是纤维增强陶瓷基复合材料的重要种类,它的高韧性和高强度引起了世界各国的广泛关注。

保温材料:陶瓷纤维具有良好的耐高温性,可承受1500℃的高温;陶瓷纤维还具有良好的隔热功能,主要是由陶瓷纤维的混合结构(即固体纤维和空气成分)决定的。因此,陶瓷纤维可以很好地解决耐火材料韧性差的问题。陶瓷纤维产品由于具有良好的保温隔热性能,广泛应用于工业炉壁和建筑材料中。

高温过滤材料:陶瓷纤维具有较大的比表面积,用其制备的过滤材料过滤纯度高。陶瓷纤维在热稳定性、化学稳定性和抗热震性能方面也有较好的表现。因此,陶瓷纤维被广泛应用于环境领域,如空气净化、污水处理、烟气过滤等。

吸音、隔声材料:陶瓷纤维材料具有良好的吸声和隔音效果,主要是因为当声波传到材料内部时,声波内部存在的空气和纤维孔隙产生粘性作用,同时声波在纤维之间还产生摩擦阻力,损失的部分声能相应地转化为热能。另外,纤维孔隙中的空气被压缩产生热传导,热传导也会造成声能的损失,从而吸收传入的声波。因此,陶瓷纤维材料具有良好的吸声隔热效果,因此在建筑、交通等领域得到了广泛的应用。

催化剂载体材料:陶瓷纤维具有比表面积大,孔隙率高,催化效果好等优点,当负载被分散在陶瓷纤维所使用的催化剂上反应时,因其扩散阻力小而获得良好的催化效果,因此,陶瓷纤维作为催化剂在催化领域有着巨大的应用潜力。

强化增韧材料:众所周知,陶瓷材料韧性差,所以陶瓷纤维是增韧陶瓷材料最有效的方法。陶瓷纤维使用较多的有:Al2O3长纤维、SiC长纤维等。陶瓷纤维也可用来增韧金属材料。新型功能材料:陶瓷纤维具有许多优点,因此在新型高温超导材料、新型功能材料,如远红外纤维、导电纤维等方向上得到了广泛的应用。


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