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钛酸钾晶须的性能特点

钛酸钾晶须的性能特点

  • 分类:原料之窗
  • 作者:用于摩擦密封材料的新原料集锦
  • 来源:谭康
  • 发布时间:2012-09-24
  • 访问量:0

钛酸钾晶须的性能特点

【概要描述】晶须不同于普通的人工纤维,更不同于矿物纤维及天然有机纤维,但有一点是相同的,即都能对复合材料起到增强作用。然而由于它的独特结构和性能,对复合材料的增强作用十分奇特,具有显微增强与填充能力,为复合材料的改性、新产品开发及新材料应用开辟了广阔的空间。复合材料的发展水平是一个国家科技实力的重要标志之一,复合材料在经历了数十年的宏观增强模式之后,正在朝着微观增强的方向发展,开发应用晶须增强材料成为各国科技

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  • 作者:用于摩擦密封材料的新原料集锦
  • 来源:谭康
  • 发布时间:2012-09-24
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钛酸钾晶须

  晶须(whisker)是具有一定长度和截面积的单晶纤维材料,它的出现反映了人工纤维研究的最新成果。

  晶须不同于普通的人工纤维,更不同于矿物纤维及天然有机纤维,但有一点是相同的,即都能对复合材料起到增强作用。然而由于它的独特结构和性能,对复合材料的增强作用十分奇特,具有显微增强与填充能力,为复合材料的改性、新产品开发及新材料应用开辟了广阔的空间。复合材料的发展水平是一个国家科技实力的重要标志之一,复合材料在经历了数十年的宏观增强模式之后,正在朝着微观增强的方向发展,开发应用晶须增强材料成为各国科技人员采用的最重要手段,从80年代晶须材料进入工业应用阶段的研究以来已呈现蓬勃发展的趋势。

  我国也十分重视晶须材料的研究与开发,某些晶须的研究被列入“九五”国家攻关项目,无论在有机、无机晶须领域都取得了相当好的进展。特别在实际应用前景好成果转化率高的项目上成就尤其喜人,钛酸钾晶须就是其中的佼佼者。

  钛酸钾晶须是指一类化学式为(K2O · 4TiO2)晶须具有很好的化学活性,六钛酸钾(K2O · 6TiO2)晶须具有优良的力学性能、物理性能,稳定的活性性质,优异的耐腐蚀性、耐热性、耐磨性、润滑性及电气绝缘性;红外反射率高、高温下导热系数低、硬度低;成本较低,价格仅为SiC的1/10~1/20。应用钛酸钾晶须作高分子材料的增强剂,易与基体复合,不增加熔体粘度,成型性好,对成型设备和模具的损伤小,制品的表面光洁、精度高。由于钛酸钾晶须特别是六钛酸钾晶须具有以上杰出性能及性价比,正好符全摩擦材料对新型高性能原料的要求,已在该领域的应用中显示出旺盛的生命力。日本久保四铁工公司以钛酸钾晶须替代石棉制造的汽车摩擦片,摩擦性能在温度高达350℃未出现衰退现象,摩擦力比石棉制品提高了50%,磨耗减少了30%。

  目前在产品向最新一代的陶瓷摩擦材料过度的时候,钛酸钾晶须已灰为必不可少的关键性原料。我国的钛酸钾晶须研发已取得重大突破,进入工业化生产与应用阶段,上海晶须重合材料制造有限公司率先建成了设计能力500吨/年的生产线,其主导产品六钛酸钾晶须已开始在摩擦材料企业进行前期评价与应用。

  钛酸钾晶须的制造有烧成法、熔融法、水热法、溶剂法、溶体法等工艺方法,日本是最先实现钛酸钾晶须工业化生产的国家。由于我国对晶须材料研发工作非常重视,近几年已在钛酸钾晶须方面取得重大突破,创造了具有自主知识产权的技术,填补了国内空白,制造成本及售价也比国外产品低许多。上海晶须复合材料制造有限公司的六钛酸钾晶须理化性能如表2—15:

表2—15 六钛酸钾晶须理化性能参数

指标名称
性能指标
化学式
K2O · 6TiO2 或K2Ti6O13
外观(显微镜下观测)
针状晶体
真比重
3.20±0.05
堆比重
0.4~0.7
含水率
≤0.3%
纯度
≥95%
PH值(分散于水中)
7~8
主要杂质
不含Si、Fe
莫氏硬度
4
熔点
1350℃~1370℃
软化点温度
1200℃
拉伸强度
≥7GPa
拉伸弹性模量
≥280GPa
热膨胀系数
6.8×10-6/K
导热系数
0.054W/m ·k (25℃)
0.017W/m ·k (800℃)
经口毒性(LD30),mg/kg
500

 

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