玄武巖連續(xù)纖維及其復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、玄武巖連續(xù)纖維是一種新型的高性能無(wú)機(jī)纖維，具有一系列優(yōu)異特性，可廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，其一出現(xiàn)便引起各國(guó)材料學(xué)者的普遍關(guān)注，但是目前對(duì)于該纖維的結(jié)構(gòu)與性能的相關(guān)研究較少。
　　本文對(duì)一種國(guó)產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)、表面特性、力學(xué)性能、高溫性能、耐化學(xué)腐蝕性等進(jìn)行了表征分析。采用DZG20-02測(cè)試方法，分析了玄武巖纖維的化學(xué)組成，其主要由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、FeO、Na2O、K2O

2、等氧化物組成。采用X射線衍射技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)玄武巖連續(xù)纖維為非晶態(tài)物質(zhì)，具有近程有序遠(yuǎn)程無(wú)序的結(jié)構(gòu)特征。采用掃描電子顯微鏡和表面界面張力儀對(duì)玄武巖纖維的表面特性進(jìn)行了表征分析，發(fā)現(xiàn)其表面光滑，截面為圓柱狀，表面能較大，呈極性。對(duì)玄武巖纖維束絲拉伸性能和纖維斷裂強(qiáng)度進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)玄武巖纖維的抗拉強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度均達(dá)到E玻璃纖維的水平，接近S-2玻璃纖維。高溫力學(xué)性能研究表明，玄武巖纖維具有優(yōu)異的耐高溫性能，空氣氣氛中300℃保溫2小時(shí)后玄武巖纖

3、維的強(qiáng)度仍然能夠保持85％，600℃保溫2小時(shí)仍能保持良好的形態(tài)及一定的力學(xué)性能。分析玄武巖纖維的耐腐蝕性能發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)異的耐酸堿腐蝕特性，尤其是耐酸性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)于玻璃纖維。此外，經(jīng)檢測(cè)其燃燒性能已達(dá)到GB8624A級(jí)。玄武巖纖維吸音系數(shù)的測(cè)試結(jié)果說(shuō)明其是一種高效的吸音隔音材料。
　　在此研究的基礎(chǔ)上，采用模壓工藝制備了復(fù)合材料，并對(duì)其性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明玄武巖纖維復(fù)合材料界面粘接強(qiáng)度有待進(jìn)一步改善。制備了玄武巖纖維單向板、