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【环氧板】材料的热稳定性

环氧板】材料的热稳定性

尽管陶瓷材料在拉伸载荷下十分脆弱,但它却拥有良好的抗压性能,这种差异与两种载荷方式下材料中的应力性质及裂纹的萌生和扩展方式有关。展示了陶瓷材料在拉伸和压缩试验下典型的应力-应变行为。拉伸时,试样的应力-应变曲线与压缩时的曲线重合,试样经历较小的弹性变形即发生断裂,而压缩断裂强度和断裂伸长率则远大于拉伸载荷下的相应值(通常,陶瓷的抗压强度可达抗拉强度的9倍左右)。在压缩载荷下,裂纹的扩展路径与加载方向大致同向,当裂纹扩展至材料表面时,试样会发生剥落,造成应力-应变曲线后半段的波动。


环氧板材料的热稳定性和抗蠕变性良好,具有很高的使用温度上限。典型的镍基高温合金的使用温度上限为1 100 C左右,而某些陶瓷则可以在1 500 C下使用。


抗热震性是陶瓷材料在高温下使用时需要考虑的问题。由于陶瓷材料固有的脆性,热冲击是材料发生破坏的重要原因之一。


非氧化物陶瓷包括碳化物、确化物、氮化物陶瓷等。它们往往具有强烈的键合.熔点极高,原子扩散系数低高温性能良好。然而,这些性质也使得非氧化物陶瓷难以烧结,在制备工艺上较为复杂。此外,抗氧化性是非氧化物陶瓷在高温、氧化性气氛下长期使用时需要考虑的


1.碳化硅


碳化硅(SiC)是综合性能最为优异的非氧化物陶瓷之- ,在环氧板材料中应用广泛。迄今为止,已报道的sic多型(polytype)有200多种。这些多型又可以分为立方(C)、六方(H)、菱形(R)等类。其中闪锌矿结构的3C- SiC是结构最为简单的一一种(结构见图4- 7),空间群为F43m。3C- SiC-般又称为β- SiC,除此之外的其他SiC都统称为a- SiC。


β- SiC晶胞由硅碳四面体构成。硅原子在晶格中占据8个顶点和6个面心位置,碳原子则占据4个四面体间隙位置,它可以看作是由面心立方的硅晶格和面心立方的碳晶格错位嵌套而成的。β-SiC的晶体结构类似于金刚石,Si-C原子间属共价键强结合,因而表现出很高的硬度(其硬度仅次于金刚石)。β-SiC 具有低密度、高比模量、高比强度等优异特征,具有较好的热稳定性(2373 K左右开始转变为a- SiC,没有熔点,在一标准大气压下、3000K以上气化)以及耐腐蚀性,因而可以认为β一sic陶瓷是作为高温结构材料的最有希望的材料之一。


模压成型又称为压制成型,是将纤维预浸料等置于模型腔内,借助压力和热量的作用,使物料熔化充满型腔,形成与型腔相同的制品。然后经过加热使其固化,冷却后脱模,便制得模压制品。


模压成型工艺适用于酚醛、脲醛、环氧塑料、不饱和聚酯和有机硅等热固性树脂以及某些热塑性树脂制品的加工生产。模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为以下几种1(1)纤维料模压法,是将经预浸的纤维状模压料放置于金属模具内,在一定的温度和压力下成型、制备树脂基环氧板材料的方法。该方法简便易行,用途广泛。


(2)碎布料模压法,是将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其他织物,如碳布麻布、有机纤维布、石棉布成棉布等的边角料切成碎块,然后在金属模具中加温、加压成型为环氧板材料制品的方法。


(3)织物模压法,是将预织成所需形状的2维或3维织物浸渍树脂胶液,然后放入金属模具中加热、加压成型为环氧板材料制品的方法。


(4)片状塑料模压法,是将片状塑料片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料,然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热、加压成型制品片状塑料。


(5)预成型坯料模压法,是先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料,将其放入金属模具中,然后向模具中注人配制好的黏结剂(树脂混合物),在- -定的温度和压力下成型为树脂基环氧板材料制品的方法。


(6)层压模压法,是将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其他纵物,裁剪成所儒的形状,然后在金属模具中经加温或加压成型树脂基环氧板材料制品的方法。


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