铅玻璃
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通过纤维增强铅玻璃力学性能的方法

2021-02-15

为改善铅玻璃的力学性能,目前公认的有效办法是对铅玻璃进行纤维补强。纤维/铅玻璃复合材料在力学性能、耐高温能力和化学稳定性方面都具有其独特的优点,在许多高技术领域有广阔的应用前景。

刘智恩等制备的碳纤维增强锂铝硅铅玻璃的抗折强度和断裂韧性分别达740.4MPa和19.5 MPa1/2。日本碳公司制得的sic纤维增强铅玻璃的室温弯曲强度为980MPa,断裂韧性为22MPa·m 1/2,且该材料在1000℃高温下的弯曲强度和断裂韧性不但没有下降反而有所提高,分别为1275MPa和30MPa为宜。

由于纤维增强材料的特殊性,普通陶瓷材料的制备方法不适用于纤维增强医用铅玻璃。目前纤维增强医学铅玻璃的制备方法主要为热压法。该方法存在的主要问题是纤维在基体中难以分散均匀,纤维结团是造成纤维增强增韧铅玻璃达不到预期效果的关键原因之一。长纤维增强铅玻璃复合材料的机加工困难,不适于制造形状复杂的制品。于是人们尝试采用短纤维来增强铅玻璃,并取得了良好的结果。高积强等用流延法制备了短纤维增强玻璃陶瓷基复合材料。图1分别为C纤维/铅玻璃、sic纤维/铅玻璃复合材料的SEM照片,可见短纤维在复合材料中呈现出定向排列,分布十分均匀。表I为C纤维和sic短纤维增强复合材料的三点弯曲强度与单边缺口梁法测得的断裂韧性伉,可以看出主要强韧性指标均有大幅度提高。

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