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目前主要使用的非石棉增强纤维主要有以下数种

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-06-30  浏览次数:9243
核心提示:碳纤维是一种新型纤维材料,它是由有机纤维或低分子烃气体原料加热至1500 ℃所形成的纤维状材料,碳含量在90%以上。由于碳纤维既具有碳素材料固有本质,又具有金属材料的导电和导热性、陶瓷材料的耐热和耐腐蚀性、纺织纤维的柔软可编性以及高分子材料的轻质、易加工性能,是一种多能和一材多用的功能材料和结构材料。因此广泛应用于航天、航空、军工、汽车、医疗、化工、文化体育用品等领域。按原料分类碳纤维可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、胶粘基碳纤维和酚醛树脂碳纤维。
 
1)碳纤维  碳纤维是一种新型纤维材料,它是由有机纤维或低分子烃气体原料加热至1500 ℃所形成的纤维状材料,碳含量在90%以上。由于碳纤维既具有碳素材料固有本质,又具有金属材料的导电和导热性、陶瓷材料的耐热和耐腐蚀性、纺织纤维的柔软可编性以及高分子材料的轻质、易加工性能,是一种多能和一材多用的功能材料和结构材料。因此广泛应用于航天、航空、军工、汽车、医疗、化工、文化体育用品等领域。按原料分类碳纤维可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、胶粘基碳纤维和酚醛树脂碳纤维。目前,主要为聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维,其它碳纤维很少。沥青基碳纤维又分为通用型沥青基碳纤维和高性能沥青基碳纤维两种。  碳纤维有如下优良特性: 比重轻; 比模量高; 耐磨、耐疲劳、减振吸能等物理机械性能优异; 耐酸、碱和盐腐蚀,可形成多孔、表面活性强的活性碳纤维; 热膨胀系数小,导热性好;高温环境下性能不衰退; 具有润滑性,不沾润在熔融金属中,可使磨损率降低;如此的优良特性在摩擦材料领域表现出了非常大的开发应用前景,碳纤维的使用在很大程度上提高了摩擦材料的综合性能,常加入到树脂、金属或陶瓷、碳、水泥等基体中,构成碳纤维增强复合材料,是一种极为有用的结构材料。  虽然碳纤维有很多的优点,但目前阶段由于其生产条件苛刻,工艺复杂,价格昂贵,故在目前只在飞机的传制动部件以及部分高配制轿车和部分赛车的摩擦材料构件的生产制造中应用。其他方面的应用尚处于研究阶段。 (2)海泡石纤维  海泡石纤维是一种稀有非金属矿,是我国新兴矿种之一,经多年地质探测证3  实,探明储量在1000万吨以上。我国的海泡石矿藏主要分布于湖南、陕西、江苏、河北、天津等地。其结构分散性良好,而且取向随机,具有良好的填充性,已被广泛应用于各个各个领域。海泡石按其形态分为α海泡石和β海泡石两种,前者成大束的纤维状晶体产出,即通常成为纤维状海泡石,后者呈土状产出,是由非常细且短的纤维或纤维状集合体组成。由于产地不同,海泡石矿物有白、黄、灰等数种颜色,纯净的海泡石多呈现白色至浅白灰色,粉末状的海泡石质轻,易浮于水面,溶于水中后吸水迅速成絮凝状,且吸水量较大,润湿的海泡石具有极强的粘结性。(7)  海泡石纤维具有优良的摩擦性能,主要得益于海泡石纤维独特的结构。其一是海泡石具有良好的耐热性能,在高温下其结构仍能保持稳定。在250℃高温下纤维结构依然稳定,耐温达1500-1700℃道孔隙结构的“分子筛”在860℃时,才会遭到破坏。由此可知,海泡石的热力学性能稳定。其二是由于其具有极大的表面积和极强的吸附能力会充分的和其他的复合组分结合在结合界面上形成很强的结合力。  海泡石所特有的结构决定它有很好的吸附性能、流变性能和催化性能。吸附剂的吸附能力与其表面积大小有直接关系,经计算海泡石的表面积可达到900m2 / g,其中内表面积为500 m2 / g,外表面积为400 m2 / g,如此大的比表面积是海泡石有较强吸附能力的直接原因。α海泡石纤维具有极大的比表面积和孔隙率(比表面积为203. 3~362. 8 m2 / g ,孔隙率为32. 18 %~46. 87 %) ,因而具有很强的吸附能力;且海泡石的微观形貌成束状,每束直径为0.1~0.3微米,平均0.2微米,长径比为1:60~100微米,通过于摩阻材料复合,能充分发挥基体强度,改善基体于界面的关系,提高材料的剪切强度,达到不连续纤维混杂效应的增强效果。材料因密度小,硬度低,对对偶损伤小,热传导低,制动噪音小。同时,海泡石纤维能在极性溶剂、液态树脂中高度分散,形成纤维网状结构,在复合材料中起到了随机增强的作用;再者,海泡石纤维与粘结剂界面上的物理吸附和化学键合(以共价键方式联结) 增强了界面上的粘结力,提高了这种摩擦材料的整体强度。当摩擦材料的基体受热分解时,海泡石能吸附分解产生的水和小分子化合物及气体,避免因混合摩擦而产生的热衰退现象;海泡石的价格约为钢纤维、碳纤维、玻璃纤维价格的1/ 6 左右,可与各种填料和粘结剂充分混合,制造同一规格的摩擦片可节省原料近40 % ,因此成本大大降低。 (3)陶瓷纤维      陶瓷纤维具有强度高,耐化学腐蚀,耐高温等特性。是一种较为理想的摩擦材料增强纤维,但它目前还是存在自身的一些缺陷,在制动时会产生较大的噪音,对对偶材质的损伤也较其他矿物纤维和有机纤维大。还有待继续改进,一下以硅酸盐纤维为例做以介绍,硅酸盐纤维是一种人造陶瓷纤维,它的渣球含量非常低
 
 
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