陶瓷晶须是以碳、硅、铝、镁等复合陶瓷材料在特定的条件下生长出来的单晶体短纤维, 其直径为1-3微米,长度为20-200微米。不含有通常材料中存在的缺陷(晶界、位错、空穴等),其原子排列高度有序,因而其强度接近于完整晶体的理论值。其机械强度等于邻接原子间力。陶瓷晶须的高度取向结构不仅使其具有高强度、高模量和高伸长率。
陶瓷晶须的应用
陶瓷晶须具有比重轻、韧性好、强度高、耐高温、抗化学腐蚀、阻燃性强、无毒等特点。陶瓷晶须具有较好的分散性和其它材料的复合能力,又由于长径比大,在多种材料中可做增强材料。
陶瓷晶须可在塑料造粒、塑料共混工程中使用,大大增强了塑料粒子的强度,耐高温性能,相比其它填料可降低产品的重量。在提高塑料产品各种强度模量的同时,降低了成本。在塑料生产中可以增强相关产品各个方面的性能,提高精细度、抗酸碱性、尺寸稳定性好、提高表面光洁度、提高制品的耐热温度、减少设备的磨损、增韧增强、提高磨具的充满程度、提高介电性能、提高熔融指数、防翘曲等特点。
陶瓷晶须的强度远高于其他短切纤维,主要用作复合材料的增强体,用于制造高强度复合材料 陶瓷晶须具有优良的机械性能、耐热性、耐用腐蚀性以及抗高温氧化性能,该新产品与基质材料具有良好的相容性,已成为各类高性能复合材料的主要增强、增韧剂之一。广泛用作金属、塑料、陶瓷的复合材料。
主要应用于聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯烯(PS)、ABS、PA、PC、POM、PBT、PPO、PPS和PI等。
陶瓷晶须技术参数
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类别 |
内容或指标 |
类别 |
内容或指标 |
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分子式 |
Si.Al.Mg.C.H2O |
白度 |
≥95% |
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外观 |
白色粉末 |
PH值 |
9.8 |
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显微形貌 |
单晶纤维状 |
拉伸强度(MPa) |
350 |
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直径(μm) |
1-3 |
吸油量(ml/100g) |
88 |
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长度(μm) |
20~200 |
体积阻抗(Ω·cm) |
1.8×1012 |
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密度(g/cm3) |
1.05 |
折射率 |
1.62 |
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含水率(%) |
≤1 |
介电常数 |
2.8~3.6 |
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绝缘破坏强度(kV/mm) |
5.95 |
莫氏硬度 |
3-5 |
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吸热焓(J/g) |
306.8℃ |
302 |
松散密度(g/cm3) |
0.2 |
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421.4℃ |
480 |
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陶瓷晶须的应用优势
1.在薄壁制品中添加的优势
除了可改善其他性能外,单从薄壁制品加工的形状和尺寸的几何精度而言,陶瓷晶须较玻璃纤维更具优势。添加纤维的长径比适中,长度和直径越小,对薄壁制品的质量影响就越小。例如添加了长度为20~200μm、直径1~3μm的陶瓷晶须的聚四氟乙烯片材,在外观上比添加玻璃纤维更加精细。
2.尺寸稳定性好
陶瓷晶须添加到相关制品中,在微观上改变制品的同时,也使得制品显示各向同性,使其在各种环境中的纵向和横向收缩率差异较小,从而保证制品尺寸和外形的精密度。
3.提高制品的表面光洁度
由于陶瓷晶须表现为纤维增强,虽长径比较大,但尺寸很小,用来增强制品时比长纤维增强制品更加光泽、平整。
4.提高制品的耐热温度
陶瓷晶须具有无机填料的热均匀性,在900℃时仍能保持其原有的机械性能,将其添加到制品中能显著地提高制品的耐热温度。如ABS材料基体热变形温度为84℃,经陶瓷晶须增强后热变形温度升至92℃;对PP母粒,通过加入陶瓷晶须增强,可将其热变形温度从82.15℃提高到119.28℃。
5.减少对设备的磨损
利用高表面硬度和刚度的玻璃纤维增强聚合物时,混合设备会受到相当严重的磨损。而用陶瓷晶须对聚合物增强时却不会造成设备磨损,因为陶瓷晶须不仅表面硬度比较低,而且具有细微的结构和良好的流动性。因而陶瓷晶须还可