硼纤维ppt...ppt

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1、硼纤维硼纤维硼纤维结构与性能硼纤维结构与性能32硼纤维概况硼纤维概况1硼纤维应用硼纤维应用4硼纤维生产方法硼纤维生产方法目录目录硼纤维概况硼纤维概况什么是硼纤维(boron fiber)?以钨丝和石英为芯材、表层为硼的皮芯型复合纤维。硼纤维概况硼纤维概况最早开发研制硼纤维的是美国空军增强材料研究最早开发研制硼纤维的是美国空军增强材料研究室室,其目的是研究轻质、其目的是研究轻质、AFMLAFML高强度增强用纤高强度增强用纤维材料，用来制造高性能体系的尖端飞机。维材料，用来制造高性能体系的尖端飞机。在研制过程中，受到美国国防部高度重视与支持。在研制过程中，受到美国国防部高度重视与支持。随后，又以随

2、后，又以 公司公司 Textron SystemsTextron Systems为中心，面向商为中心，面向商业规模生产业规模生产 AVCOAVCO并继续研发。并继续研发。该公司将硼纤维与环氧树脂进行复合制成该公司将硼纤维与环氧树脂进行复合制成 ，以，以及与金属铝等复合制成及与金属铝等复合制成 BFRP FRMBFRP FRM面向飞机、宇面向飞机、宇航用品、体育娱乐用品以及工业用品等方面进行航用品、体育娱乐用品以及工业用品等方面进行应用研究。应用研究。现在能生产硼纤维的国家还有瑞士、英国、日本现在能生产硼纤维的国家还有瑞士、英国、日本等。等。硼纤维生产方法硼纤维生产方法硼纤维的制备硼纤维的制备硼

3、纤维生产方法硼纤维生产方法钨丝(约为13m)清洗室 H2 1200沉积室 2BCl3+3H22B+6HCl 1350钨芯-BF 直径约100m预处理预处理:用作芯材的钨丝先在用作芯材的钨丝先在NaOHNaOH中进行中进行表面清洗及减小直径处理，控制直径约为表面清洗及减小直径处理，控制直径约为1313mm，然后进入清洗室清除表面的氧化物。，然后进入清洗室清除表面的氧化物。硼纤维生产方法硼纤维生产方法2BCl3+3H22B+6HCl 硼纤维的制备硼纤维的制备硼纤维生产方法硼纤维生产方法硼纤维的制备硼纤维的制备硼纤维生产方法硼纤维生产方法有机金属法制备硼纤维工艺有机金属法制备硼纤维工艺高温分解(60

4、0 底丝 Al等)Al芯-BF硼的有机金属化合物三乙基硼/硼烷系化合物(C6H15B/B2H6)等硼纤维生产方法硼纤维生产方法制备效果评价制备效果评价(与卤化法相比与卤化法相比)1)1)以铝丝代替钨丝以铝丝代替钨丝2)2)沉积温度低于沉积温度低于600600(远小于远小于13501350 )3)3)制备的铝丝制备的铝丝-硼纤维使用温度和性能下降硼纤维使用温度和性能下降总结总结:成本低但制备的硼纤维质量下降成本低但制备的硼纤维质量下降硼纤维纤维结构与性能硼纤维纤维结构与性能硼纤维结构与性能硼纤维结构与性能硼纤维是复合纤维硼纤维是复合纤维:中心是中心是钨丝钨丝,直径直径12-25um,12-25u

5、m,钨丝外钨丝外是是B-WB-W区区,元素元素B B向向WW表面表面扩散扩散,反应形成反应形成WB WB、WW2 2B B5 5 、WBWB4 4等等;钨芯硼纤维表面具有玉米钨芯硼纤维表面具有玉米棒子似的结构棒子似的结构,表面相当粗表面相当粗糙糙,呈瘤状形态呈瘤状形态,故与树脂故与树脂具有较好的结合强度具有较好的结合强度.硼纤维纤维结构与性能硼纤维纤维结构与性能硼纤维结构与性能硼纤维结构与性能 硼纤维是高性能复合材料重要的纤维增强体之一，属脆硼纤维是高性能复合材料重要的纤维增强体之一，属脆性材料，密度只有钢材的性材料，密度只有钢材的1 14 4。在惰性气体中，高温性能良好。在空气中超过在惰性气

6、体中，高温性能良好。在空气中超过500500时，时，强度显著降低。强度显著降低。硼纤维具有其他陶瓷纤维难以比拟的高强度、高模量等硼纤维具有其他陶瓷纤维难以比拟的高强度、高模量等特点，是制备高性能复合材料用的重要增强纤维材料。特点，是制备高性能复合材料用的重要增强纤维材料。硼纤维应用硼纤维应用a、航空航天领域的应用由于硼纤维具有独特的机械性能组合，硼纤维增强金属铝复合材料的韧性是铝合金的3倍，而质量仅为铝合金的2/3。所以硼纤维被大量用于军事航空和民用航空方面。比如，美国的F-15和F-14飞机的垂直尾翼、稳定器，直升机CH-54B、飞机F-4的方向舵，飞机F-5的陆装置门，飞机T-39的机翼箱

7、等都使用硼纤维与环氧树脂复合材料，以及法国制造的幻影2000飞机，也采用了一些硼纤维复合材料。硼纤维应用硼纤维应用b、体育及娱乐用品领域的应用在体育用品方面使用的大多数情况都是将硼纤维与碳纤维制成混杂纤维复合材料，由硼纤维与碳纤维混杂纤维制成的高尔夫球棒，兼有碳纤维球棒轻便和钢质球棒那样的打球感，这样就使高尔夫球的飞行距离及飞行方向变的更加容易控制。在网球拍及羽毛球拍方面，能改变球拍击中球中心部分；在钓鱼竿方面，采用硼纤维振动传递性强，反应灵敏，还难折断；在滑雪板方面，硼纤维因衰减性优异，减少板的“挠度”，能适应雪面的微妙变化，滑行过程中更加舒适和安全。硼纤维应用硼纤维应用c、在工业制品领域的应用由于硼纤维强度高，质量轻，物性好，可面向工业制品方面进行开发。硼纤维对中子具有吸收能力可用作核废料的运输、贮存容器等；利用硼纤维硬度高的特性制切割轮工具等；除了上述应用之外，硼纤维复合材料在宇航服和防火服、汽车车轮、雷达、超导材料等领域也有重要应用.