不锈钢材料可代替树脂作为基体材料的原因-江西九江不锈钢焊管钢厂
不锈钢材料可代替树脂作为基体材料的原因
不锈钢材料代替树脂来作基体材料,是因为不锈钢的强度一般都比树脂的强度大,其中,在强度前面加上“超”字的不锈钢材料材料更是如此。比如,某些超高强度不锈钢的强度已经达到每平方毫米二、三百公斤以上。用不锈钢材料作基体材料,增强材料就必须比基体金属的强度更高。什么增强材料能够承担这一任务呢?人们很快就想到了早在二百多年以前就发明的一种东西——不锈钢纤维。不锈钢纤维是一种直径只有几个微米的金属纤维。大块金属,因为里面有微裂缝、杂质、空穴、位错等缺陷在“捣乱”,并以强度受到了影响。现在把它制成极细极细的须状物,这种晶须实际上是一种单晶体,晶体中的原子排列得非常整齐,几乎一点“缺陷”也没有,原子相互牢牢地结合在一起,外力很难把它们拆开,强度自然也就大大提高了。比如,高强度不锈钢纤维的抗拉强度可达1336公斤/平方毫米。
除不锈钢以外,被研究的还有铜、铬、镍之类的金属晶须。一些金属或非金属的化合物,比如氯化铝、氧化铍、碳化硼、碳化硅、氮化硅、氮化硼和石墨等等的纤维也在被研究之列。从强度方面来看,晶须是最理想的纤维增强材料。比如,碳化硅晶须的强度是每平方毫米4218公斤,比超高强度钢高十多倍。它们的弹性模量也高,也就是必须在很高的应力作用下才能变形。应该说,就晶须而言,非金属晶须的性能比金属晶须更优越。因为非金属的比重都很小,一般只有不锈钢的三分之一到二分之一,抗变形的能力又很强,弹性模量要比不锈钢高一倍多,因此,用非金属晶须来做增强材料,往往可以得到比强度、比弹性模量更高的复合材料。
现在已经有了用各种晶须来增强的复合材料,比如用蓝宝石、石墨或碳化硅晶须来增强铝、镁、钛、铜、银、镍;用铜或镍晶须来增强银基合金等。但是,总的来说,这种材料还处在试验研究的阶段。原因是晶须的制造太困难,不但产量有限,而且晶须的尺寸很小,直径只有几微米到几十微米,长度顶多只有几厘米。并不是人们不需要长晶须,而是因为晶须一长,性质就变,强度大大下降,而且分布不均,会出现薄弱环节。说来说去还是制造工艺不过关。