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        1. 不銹鋼材料是否可代替樹脂作為基體材料

          發布時間:2020-12-14 瀏覽次數:269 來自: 成都正上不銹鋼有限公司

          不銹鋼材料代替樹脂來作基體材料,是因為不銹鋼的強度一般都比樹脂的強度大,其中,在強度前面加上“超”字的不銹鋼材料材料更是如此。比如,某些超強度不銹鋼的強度已經達到每平方毫米二、三百公斤以上。用不銹鋼材料作基體材料,增強材料就必須比基體金屬的強度更高。什么增強材料能夠承擔這一任務呢?人們很快就想到了早在二百多年以前就發明的一種東西——不銹鋼纖維。不銹鋼纖維是一種直徑只有幾個微米的金屬纖維。大塊金屬,因為里面有微裂縫、雜質、空穴、位錯等缺陷在“搗亂”,并以強度受到了影響?,F在把它制成極細極細的須狀物,這種晶須實際上是一種單晶體,晶體中的原子排列得非常整齊,幾乎一點“缺陷”也沒有,原子相互牢牢地結合在一起,外力很難把它們拆開,強度自然也就大大提高了。比如,強度不銹鋼纖維的抗拉強度可達1336公斤/平方毫米。

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           除不銹鋼以外,被研究的還有銅、鉻、鎳之類的金屬晶須。一些金屬或非金屬的化合物,比如氯化鋁、氧化鈹、碳化硼、碳化硅、氮化硅、氮化硼和石墨等等的纖維也在被研究之列。從強度方面來看,晶須是理想的纖維增強材料。比如,碳化硅晶須的強度是每平方毫米4218公斤,比超強度鋼高十多倍。它們的彈性模量也高,也就是必須在很高的應力作用下才能變形。應該說,就晶須而言,非金屬晶須的性能比金屬晶須更優越。因為非金屬的比重都很小,一般只有不銹鋼的三分之一到二分之一,抗變形的能力又很強,彈性模量要比不銹鋼高一倍多,因此,用非金屬晶須來做增強材料,往往可以得到比強度、比彈性模量更高的復合材料。

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           現在已經有了用各種晶須來增強的復合材料,比如用藍寶石、石墨或碳化硅晶須來增強鋁、鎂、鈦、銅、銀、鎳;用銅或鎳晶須來增強銀基合金等。但是,總的來說,這種材料還處在試驗研究的階段。原因是晶須的制造太困難,不但產量有限,而且晶須的尺寸很小,直徑只有幾微米到幾十微米,長度頂多只有幾厘米。并不是人們不需要長晶須,而是因為晶須一長,性質就變,強度大大下降,而且分布不均,會出現薄弱環節。說來說去還是制造工藝不過關。

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           對不銹鋼材料的研究給人們提供了很多有關纖維的新知識,也使人們得到了啟示:既然長晶須一時還制造不出來,那么為了在實際應用中獲得好處,可不可以用一種強度介于晶須和基體之間的長纖維來代替呢?不銹鋼纖維增強材料從六十年代以來就獲得了迅速的發展,除了玻璃纖維和碳纖維以外,用來增強不銹鋼基的主要纖維材料有氧化鋁、氧化鋯、氮化硼、石墨、硼、碳化硅、硼化鈦、鎢、鉬、鈹等等,它們的直徑從幾個微米到上百微米,強度在200到400公斤/平方毫米之間,彈性模量多數為40000公斤/平方毫米左右

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