第2章 增强体

1、第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 增强体的概念显著提高基体材料的机械性能。基本特性：基本特性：（1）明显提高基体某种所需特性；（2）具有良好的化学稳定性；（3）与基体有良好的润湿性。第2章 复合材料的增强体 增强体的分类按来源分：按来源分：天然的合成的按形态分：按形态分：纤维晶须颗粒 纤维第2章 复合材料的增强体在很大程度上取决于在很大程度上取决于、及及。无机纤维：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤 维、氧化铝纤维有机纤维：芳纶纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维第2章 复合材料的增强体 颗粒无机非金属颗粒无机非金属颗粒金属和聚合物颗粒金属和聚合物颗粒第2章 复合材料的增强体 晶须缺

2、陷少，具有很高的强度和模量。成本较高。第2章 复合材料的增强体2.1.1 玻璃纤维的发展历史玻璃纤维的发展历史 2.1 玻璃纤维增强体我国我国诞生于诞生于1950年，当时只能生产年，当时只能生产绝缘绝缘材料用材料用的的。1958年以后，年以后，得到迅速发展。现在全国得到迅速发展。现在全国有大、小有大、小玻璃纤维厂家玻璃纤维厂家200多个，玻璃纤维多个，玻璃纤维年产量年产量为为5万吨，万吨，其中其中无碱纤维无碱纤维占占20，中碱纤维中碱纤维占占80，纤维直径纤维直径多数为多数为6-8um，正向粗纤维方向发展。，正向粗纤维方向发展。第2章 复合材料的增强体 2.1.2 GF的分类玻璃纤维玻璃纤维

3、（b. 玻璃纤维玻璃纤维c. 玻璃纤维玻璃纤维d. 玻璃纤维玻璃纤维是以是以组成的玻璃纤组成的玻璃纤维，这种纤维维，这种纤维，和和优良，能优良，能，也好也好(但但)。它是指碱金属氧化物含量在它是指碱金属氧化物含量在11.5 12.5之间的之间的GF。它的主要特点是。它的主要特点是好，但好，但不如不如E玻璃纤维高。主要玻璃纤维高。主要用于用于中，中，。，类似于窗玻璃及玻璃瓶的，类似于窗玻璃及玻璃瓶的钠钠钙玻璃钙玻璃。此种玻璃由于。此种玻璃由于，对，对潮气潮气侵蚀极为侵蚀极为敏感敏感，因而很，因而很少作为增强材料。少作为增强材料。如由纯如由纯三元组成的三元组成的，玻璃纤维，含玻璃纤维，含纤维，纤维

4、，纤维，纤维，纤维等。纤维等。第2章 复合材料的增强体：30 um 纤维：纤维：20 um 纤维：纤维：10 20 um纤维：纤维：3 10um (亦称亦称纤维纤维)：4 um第2章 复合材料的增强体有有，其中有，其中有及及有有(用于用于纺织纺织)、及及等。等。第2章 复合材料的增强体玻璃纤维、玻璃纤维、玻璃纤维、玻璃纤维、玻璃纤玻璃纤维、维、玻璃纤维、玻璃纤维、玻璃纤维玻璃纤维(指指及及玻璃纤维玻璃纤维)。第2章 复合材料的增强体 2.1.3 GF的结构及化学组成玻璃是由玻璃是由或或的的“”组成，在组成，在“”之间由之间由所填充。所填充。第2章 复合材料的增强体玻璃是由玻璃是由、或或相互连成

5、不规则相互连成不规则；网络间的；网络间的由由Na、K、Ca、Mg等等。第2章 复合材料的增强体作用：在玻璃中形成基本骨架，而且作用：在玻璃中形成基本骨架，而且有高的熔点有高的熔点改善制备改善制备GF的工艺条件，如降低熔点，的工艺条件，如降低熔点，减少组分的析晶倾向，便于拉丝等。减少组分的析晶倾向，便于拉丝等。b. 使使GF具有一定的特性。具有一定的特性。第2章 复合材料的增强体 2.1.4 GF的物理性能（1）GF的外观和相对密度表面表面呈呈，其，其横断面横断面几乎都是几乎都是。第2章 复合材料的增强体（2）GF的力学性能a. GF的拉伸应力-应变关系GF的应力-应变曲线为一直线，无明显的屈服

6、、塑性阶段，呈脆性材料的特征。第2章 复合材料的增强体b. GF的拉伸强度较高d10mm, s玻纤=1000MPa； d5mm， s玻纤=2400MPa s玻璃40100MPa较一般合成纤维高约较一般合成纤维高约10倍，比合金钢还高倍，比合金钢还高2倍。倍。第2章 复合材料的增强体几种纤维材料和金属材料的强度几种纤维材料和金属材料的强度第2章 复合材料的增强体GF为什么具有如为什么具有如此高的强度？此高的强度？s玻纤 s玻璃玻璃在制造过程中引入许多微裂纹，受力后裂纹尖端应力集中。当应力达到一定值时，裂纹扩展，玻璃被破坏。微裂纹尺寸越大，越多，应力集中越严重，导致强度越低。第2章 复合材料的增强

7、体比玻璃的比玻璃的很多，主要有两方很多，主要有两方面的原因：面的原因：、玻璃纤维、玻璃纤维高温成型时高温成型时，使，使。、玻璃纤维的、玻璃纤维的，随着，随着，使，使也减少，从而使纤维强也减少，从而使纤维强度增高。度增高。第2章 复合材料的增强体玻纤在制备过程中，受到定向牵引力作用，分子排列更规整，所以玻纤强度更大。s玻纤 s玻璃第2章 复合材料的增强体A、一般情况，玻璃纤维的、一般情况，玻璃纤维的随随变细而拉伸变细而拉伸强度增加。强度增加。第2章 复合材料的增强体B、也与也与有关，随着有关，随着长长度增加度增加第2章 复合材料的增强体一般来说，含碱量越高，纤维的强度越低。一般来说，含碱量越高，

8、纤维的强度越低。强度明显地高于强度明显地高于，而，而强度更低。强度更低。研究表明，研究表明，和和由于由于、等原因，而具有很等原因，而具有很。第2章 复合材料的增强体纤维的纤维的对对巨大。巨大。第2章 复合材料的增强体 当纤维当纤维后，会出现后，会出现的现象，称为的现象，称为。主要取决于纤维对。主要取决于纤维对大气水分大气水分的化学稳定性的化学稳定性。第2章 复合材料的增强体一般是指一般是指随随的情况。的情况。受施加负荷受施加负荷的影响，即的影响，即是普遍存在的。是普遍存在的。例如，在施加例如，在施加60的的的作用力下，的作用力下，2 6昼夜，纤维会全部断裂。昼夜，纤维会全部断裂。 第2章 复合

9、材料的增强体 玻璃纤维玻璃纤维和和对强度也有很大对强度也有很大影响。影响。如玻璃如玻璃，拉制的，拉制的。第2章 复合材料的增强体c. GF的弹性模量低玻璃纤维的玻璃纤维的约为约为7 104 MPa，与铝相当，只，与铝相当，只有普通钢的三分之一，致使复合材料的有普通钢的三分之一，致使复合材料的。对玻璃纤维的对玻璃纤维的起主要作用的是其起主要作用的是其。实践证明，加入实践证明，加入、能够提高玻璃能够提高玻璃纤维的弹性模量。纤维的弹性模量。第2章 复合材料的增强体（3）GF的耐磨性和耐折性玻璃纤维的玻璃纤维的是指纤维是指纤维抵抗抵抗的能力的能力；玻璃纤维的玻璃纤维的是指纤维是指纤维抵抗抵抗的能力的能

10、力。玻璃纤维这玻璃纤维这，经过揉搓摩擦容，经过揉搓摩擦容易受伤或断裂，这是玻纤的严重缺点。易受伤或断裂，这是玻纤的严重缺点。 第2章 复合材料的增强体当当纤维表面纤维表面后后能加速能加速，使纤维使纤维降低。降低。为了提高玻璃纤维的为了提高玻璃纤维的以满足纺织工艺的以满足纺织工艺的工求，可以采用适当的工求，可以采用适当的，如经，如经0.2阳离阳离子活性剂水溶液子活性剂水溶液处理后，玻璃纤维的耐磨性比未处理后，玻璃纤维的耐磨性比未处理的高处理的高200倍。倍。 第2章 复合材料的增强体纤维的纤维的一般以一般以来来表示；表示；弯曲半径越小，柔性越好弯曲半径越小，柔性越好。如如直径为直径为9 um时，

11、其弯曲半径为时，其弯曲半径为0.094 mm；而；而直径为直径为3.6 um时，其弯曲时，其弯曲半径为半径为0.038 mm。第2章 复合材料的增强体（4）GF的热性能是指通过是指通过单位传热面积单位传热面积1m1m2 2，温度梯度温度梯度为为1 1度度/ m/ m，时间时间为为1 1小时小时。的的导热系数导热系数为为千卡千卡/米米度度时，但拉制成时，但拉制成后，其导热系数只有后，其导热系数只有千卡米千卡米度度时。时。越小，越小，越好。越好。第2章 复合材料的增强体对玻璃纤维的对玻璃纤维的。例如，当玻璃纤维的使用温度升高到例如，当玻璃纤维的使用温度升高到200300 ，其导热系数只升高其导热系

12、数只升高10。因此，因此，是一种是一种。当。当玻璃玻璃纤维受潮纤维受潮时，时，导热系数增大导热系数增大，隔热性能降低隔热性能降低。第2章 复合材料的增强体 玻璃纤维玻璃纤维，软化点为，软化点为550 580，其，其热膨胀热膨胀系数系数为为4.8 106 / 。玻璃纤维的玻璃纤维的是由是由决定的。决定的。一般情况下，一般情况下，玻璃纤维加热到玻璃纤维加热到470之前（不降温），之前（不降温），强度变化不大；强度变化不大；和和玻璃纤维的耐热性则可达到玻璃纤维的耐热性则可达到2000以上。以上。 第2章 复合材料的增强体如果将如果将玻璃纤维玻璃纤维加热至加热至250以上后以上后(通常称为热处理通常称

13、为热处理)，则，则。 ，。 例如：例如：300下经下经24小时，强度下降小时，强度下降20； 400下经下经24小时、强度下降小时、强度下降50； 500下经下经24小时、强度下降小时、强度下降70； 600下经下经24小时，强度下降小时，强度下降80。第2章 复合材料的增强体（5）GF的电性能电绝缘性好电绝缘性好：含碱量越高，绝缘性越低；：含碱量越高，绝缘性越低； 湿度、温度提高，绝缘性降低湿度、温度提高，绝缘性降低良好的高频介电性能良好的高频介电性能（介电常数较小，介质损耗低）（介电常数较小，介质损耗低）第2章 复合材料的增强体在玻璃纤维的在玻璃纤维的中，加入大量的中，加入大量的、氧化银氧

14、化银或或，会使纤维具有会使纤维具有。在玻璃纤维上在玻璃纤维上涂敷涂敷，能获得，能获得导电纤维导电纤维。第2章 复合材料的增强体 2.1.5 GF的化学性能 玻璃除了氢氟酸、浓碱、浓磷酸外，对酸、碱、玻璃除了氢氟酸、浓碱、浓磷酸外，对酸、碱、盐以及有机溶剂具有较好的耐腐蚀能力。玻纤表面积盐以及有机溶剂具有较好的耐腐蚀能力。玻纤表面积大，故比块状玻璃耐腐蚀性差。大，故比块状玻璃耐腐蚀性差。 当当与与作用时，多数是作用时，多数是溶解玻璃纤溶解玻璃纤维结构中的维结构中的或或破坏破坏部分；对于部分；对于、等，将使等，将使玻璃纤维结构玻璃纤维结构全部全部。第2章 复合材料的增强体中碱玻纤耐酸，不耐水不耐碱

15、；中碱玻纤耐酸，不耐水不耐碱；无碱玻纤耐水，不耐酸不耐碱。无碱玻纤耐水，不耐酸不耐碱。第2章 复合材料的增强体Na2O/K2O离析，溶解酸玻纤硅酸盐硅酸胶体（促进） 保护膜（减缓溶解过程）水玻纤Na2O/K2O溶解碱性SiO2骨架破坏碱玻纤溶解玻纤所有成分，玻纤变细第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体总之，玻璃纤维的总之，玻璃纤维的主要取决于其主要取决于其成分中的成分中的及及的含量。的含量。显然，显然，而，而则会则会使化学稳定性降使化学稳定性降低。低。第2章 复合材料的增强体在玻璃纤维成分中在玻璃纤维成分中增加增加SiO2或或A12O3含量含量，或，或加入加入ZrO2及及TiO2都

16、可以提高玻璃纤维的都可以提高玻璃纤维的；增加增加SiO2含量，或加入含量，或加入CaO，ZrO2及及ZnO能提高玻璃能提高玻璃纤维的纤维的；在玻璃纤维中加入在玻璃纤维中加入A1A12 2O O3 3 、 ZrOZrO2 2及及TiOTiO2 2等氧化等氧化物，可大大提高物，可大大提高。第2章 复合材料的增强体是一种非常好的是一种非常好的，但拉制成，但拉制成后，其性能远不如玻璃。后，其性能远不如玻璃。这主要是由于这主要是由于所造成的。所造成的。 玻璃纤维的直径越小，化学稳定性越差。玻璃纤维的直径越小，化学稳定性越差。第2章 复合材料的增强体对玻璃纤维的对玻璃纤维的有很大影响。有很大影响。在在10

17、0以下以下时，温度每升高时，温度每升高10，纤维在介质，纤维在介质侵蚀下的破坏速度增加侵蚀下的破坏速度增加50-l00；温度升高到温度升高到l00以上以上时，破坏作用将更剧烈。时，破坏作用将更剧烈。第2章 复合材料的增强体 2.1.6 GF的生产工艺（1）坩埚拉丝法）坩埚拉丝法玻璃原料（砂、玻璃原料（砂、石灰石、硼酸）石灰石、硼酸）熔炼炉（熔炼炉（1260）造球机造球机 玻璃球玻璃球d=1518mmM10g 拉丝拉丝玻纤玻纤第2章 复合材料的增强体 （1300） （102、204、408孔，玻璃液为1190） （d=320m） （ 10003000m/min） 第2章 复合材料的增强体（2）池

18、窑拉丝法）池窑拉丝法将玻璃配合料投入熔窑熔化后，直接拉制成玻纤。将玻璃配合料投入熔窑熔化后，直接拉制成玻纤。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体池窑拉丝池窑拉丝( (与坩埚拉丝相比较与坩埚拉丝相比较) )的优点：的优点： 1. 省去制球工艺，简化工艺流程，效率高；省去制球工艺，简化工艺流程，效率高；2. 池窑拉丝一窑可安装池窑拉丝一窑可安装10块到上百块漏板，熔量大，块到上百块漏板，熔量大，生产能力高；生产能力高；3. 易实现自动化；易实现自动化；4. 适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维；适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维；5. 生产的废纱便于回炉。生产的废纱便于回炉。 2.1

19、.7 GF制品的生产工艺玻纤玻纤制品（布、带、毡）纺织、加工第2章 复合材料的增强体常用术语常用术语原纱原纱：玻璃纤维拉制过程中单丝经集束后的单股纱：玻璃纤维拉制过程中单丝经集束后的单股纱原纱粗细指标：原纱粗细指标：支数支数 ：1g1g原纱的长度（原纱的长度（m)m)特数（特数（textex）：1000m1000m长的原纱的质量（长的原纱的质量（g g）旦、袋数（旦、袋数（denden）：9000m9000m长原纱的质量（长原纱的质量（g g）股数股数N N：由几根原纱合股组成：由几根原纱合股组成第2章 复合材料的增强体捻度捻度：加捻的程度，用每米原纱的加捻数（捻：加捻的程度，用每米原纱的加捻

20、数（捻/ /米）表示。米）表示。 S S 表示右捻；表示右捻；Z Z表示左捻表示左捻可分可分及及两种。两种。一般用一般用增强型浸润剂增强型浸润剂，由原纱直接并股、，由原纱直接并股、络纱制成。络纱制成。有捻纱有捻纱则多用纺织型浸润剂，由原纱经过则多用纺织型浸润剂，由原纱经过、并股、络纱而制成。、并股、络纱而制成。通过通过可可提高纤维的抱合力提高纤维的抱合力，改善了单纤维的受力，改善了单纤维的受力状况，有利于纺织工序的进行。状况，有利于纺织工序的进行。但是，当玻璃纤维的但是，当玻璃纤维的时时，不易被树脂浸透。，不易被树脂浸透。中的纤维具有中的纤维具有、被树脂被树脂等特点。等特点。因此，因此，多用于

21、缠绕多用于缠绕高压容器高压容器及及管道管道等，同时等，同时也用于也用于挤拉成型挤拉成型、喷射成型喷射成型等工艺中。等工艺中。第2章 复合材料的增强体玻璃纤维丝第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体短切玻璃纤维第2章 复合材料的增强体短切玻璃纤维毡第2章 复合材料的增强体玻璃纤维绳第2章 复合材料的增强体玻璃纤维带第2章 复合材料的增强体彩色玻纤 2.1.8 GF的表面处理浸润剂浸润剂：在单根纤维表面涂覆的由粘接组分、润滑组在单根纤维表面涂覆的由粘接组分、润滑组分和表面活性剂等配制的乳液。分和表面活性剂等配制的乳液。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体n 浸润剂的作用：浸润

22、剂的作用： 使多根单丝集中成股，增加原纱的耐磨性和提高拉使多根单丝集中成股，增加原纱的耐磨性和提高拉伸强度；保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。伸强度；保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体（a）是未加相容剂的玻纤增强体系。）是未加相容剂的玻纤增强体系。（a）中有大量的玻）中有大量的玻纤从基体中拔出，证纤从基体中拔出，证明与基体的粘接性较明与基体的粘接性较差，因而体系的力学差，因而体系的力学性能不高。性能不高。b是玻纤增强是玻纤增强PP的冲击试样的断口扫描电镜照片，的冲击试样的断口扫描电镜照片，（b）是加入）是加入MPP相容剂的

23、玻纤增强相容剂的玻纤增强体系，（体系，（ b）中玻）中玻璃纤维与基体的结璃纤维与基体的结合较好，纤维拔出合较好，纤维拔出较少较少. 2.1.9 特种玻璃纤维镁铝硅酸盐玻璃纤维镁铝硅酸盐玻璃纤维也称也称。其化。其化学成分主要是学成分主要是SiO2-65，Al2O3-25，MgO-10。 S玻璃纤维与玻璃纤维与E玻璃纤维相比，玻璃纤维相比，33%，提高提高20。第2章 复合材料的增强体，这种纤维的化学成分为，这种纤维的化学成分为SiOSiO2 2：4040- -50-50，A1A12 2O O3 3：1919-29-29，B B2 2O O3 3：1010-20-20，LiLi2 2O O：0.1

24、0.1-1-1。玻璃纤维的玻璃纤维的较低，不需特殊拉丝工艺较低，不需特殊拉丝工艺条件，一般用含量条件，一般用含量15-25的的铂拉丝炉铂拉丝炉即可拉丝。即可拉丝。玻璃纤维的玻璃纤维的拉伸强度拉伸强度为为4400 MPa，弹性模量弹性模量为为7.4 l04 MPa。第2章 复合材料的增强体M M玻璃纤维的玻璃纤维的模量模量为为9.4 9.4 10 10 4 4 MPa MPa，比一般，比一般玻璃纤维的模量提高玻璃纤维的模量提高1/31/3以上，以上，拉伸强度拉伸强度和和E E玻玻璃纤维相似。璃纤维相似。由由制成的玻璃钢制品制成的玻璃钢制品，在在外力作用下不易变形，更适合于要求高强度和高外力作用下

25、不易变形，更适合于要求高强度和高模量制品，以及航空、宇航所用的制品。模量制品，以及航空、宇航所用的制品。第2章 复合材料的增强体是一种优良的耐高温材料，这种纤维仅限于用是一种优良的耐高温材料，这种纤维仅限于用高纯度高纯度(99.95(99.95二氧化硅二氧化硅) )制成的纤维，它制成的纤维，它保持了保持了固体石英的特点和性能固体石英的特点和性能。石英纤维的直径一般为石英纤维的直径一般为10-100 um10-100 um，由于其，由于其，故纺织品价格比一般玻璃纱高很多。，故纺织品价格比一般玻璃纱高很多。第2章 复合材料的增强体的的化学组成特点化学组成特点是是A12O3占占50以上，其以上，其熔

26、化温度熔化温度为为1760，最高使用温度最高使用温度为为1260。的主要用途是作的主要用途是作和和，多用于，多用于火箭火箭、喷气发动机喷气发动机、原子反应堆原子反应堆等。等。第2章 复合材料的增强体是采用是采用原料，原料，用特制用特制拔丝炉拔丝炉拔丝制成。拔丝制成。呈呈中空状态中空状态，质轻质轻、刚性好刚性好，制成玻璃钢制品比一般的轻制成玻璃钢制品比一般的轻1010以上，而且弹性以上，而且弹性模量较高，适用于模量较高，适用于航空航空与与海底装备海底装备。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 2.2 碳纤维增强体2.2.1 碳纤维的发展史 碳纤维是有机纤维在惰性气氛中经碳纤维是有机纤

27、维在惰性气氛中经高温碳化高温碳化而成而成的的纤维状碳化合物纤维状碳化合物。碳纤维具有碳纤维具有重量轻重量轻、比强度大比强度大、模量高模量高、耐热耐热性高性高、化学稳定性化学稳定性好好。 以碳纤维为增强剂的复合材料具有比钢强、比以碳纤维为增强剂的复合材料具有比钢强、比铝轻的特性，是一种目前最受重视的高性能材料之铝轻的特性，是一种目前最受重视的高性能材料之一。它在航空航天、军事、工业、体育器材等许多一。它在航空航天、军事、工业、体育器材等许多方面有着广泛的用途。方面有着广泛的用途。 1959年美国研制人造丝碳纤维；1963年日本以沥青为原料研制出碳纤维；1964年英国，聚丙烯腈基碳纤维20世纪70

28、年代，中国生产碳纤维（品种少，性能一般，产量低）1969年 100t1985年 4700t2000年 20000t第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体分类分类聚丙烯腈基CF（1）根据原丝种类）根据原丝种类沥青基CF粘胶基CF（2）根据制造方法）根据制造方法碳纤维（碳纤维（8001600，金刚石结构，空间网格，金刚石结构，空间网格） 石墨纤维（石墨纤维（20003000 ，石墨结构，层状），石墨结构，层状）第2章 复合材料的增强体根据碳纤维的性能根据碳纤维的性能l高能碳纤维高能碳纤维 包括高强度碳纤维包括高强度碳纤维（HS），），超高强度碳超高强度碳纤维纤维（VHS），），高模量碳纤

29、维高模量碳纤维（HM）和中模量碳纤和中模量碳纤维维（MM）l低能碳纤维低能碳纤维 包括耐火碳纤维、碳质纤维、石墨纤维包括耐火碳纤维、碳质纤维、石墨纤维根据功能：根据功能：受力结构用碳纤维受力结构用碳纤维、耐焰碳纤维耐焰碳纤维、活性碳纤维活性碳纤维、导电用碳纤维导电用碳纤维、润滑用碳纤维润滑用碳纤维和和耐磨碳纤维耐磨碳纤维 2.2.2 碳纤维的制造碳纤维为什么不能直接由碳或石墨来直接抽成纤维？第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体惰性气氛，小分子有机物（烃或芳烃）在高温下沉积而成，形成晶须晶须或短纤维短纤维。经稳定剂处理的有机纤维有机纤维在惰性气体中焙烧碳化，形成碳纤维。先驱纤维或原丝

30、先驱纤维或原丝碳纤维的原料碳纤维的原料聚丙烯腈聚丙烯腈（PAN）生产高性能碳纤维的主要原料生产高性能碳纤维的主要原料 人造丝（黏胶）人造丝（黏胶）收碳率低，获得碳纤维的力学性收碳率低，获得碳纤维的力学性能比较低，耐烧蚀性和隔热性较好，碱金属含量低，能比较低，耐烧蚀性和隔热性较好，碱金属含量低，适用于制造运载火箭的头部的耐烧蚀性部件适用于制造运载火箭的头部的耐烧蚀性部件 沥青沥青原料来源广泛，而且材料可以综合利用原料来源广泛，而且材料可以综合利用无论用哪一种无论用哪一种原丝纤维原丝纤维来制造碳纤维，来制造碳纤维，都要经过都要经过：可用可用湿法湿法、干法干法或者或者熔融状态熔融状态三种中的任三种中

31、的任意一种方法进行。意一种方法进行。1000-2000 2000-3000 第2章 复合材料的增强体（1） 聚丙烯腈基碳纤维（聚丙烯腈基碳纤维（PAN-CF）PAN纤维 预氧化200300氧化气氛 碳化4001900惰性气氛N2 石墨化25003000惰性气氛Ar碳纤维第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 预氧化预氧化:现象现象：白：白 黄黄 棕褐色棕褐色 黑黑 工艺条件工艺条件： 200 200 230230 250 250 280 280 PAN PAN纤维伸长纤维伸长1010 纤维保持定长或伸长纤维保持定长或伸长3 3 预氧化作用预氧化作用：提高：提高PAN的热稳定性的热稳定

32、性施加施加张力张力施加施加张力张力 预氧化预氧化:第2章 复合材料的增强体 碳化碳化 预氧化纤维预氧化纤维乱层石墨结构乱层石墨结构CF-3001500，N2，张力，张力(二维六边形网状结构，二维六边形网状结构，层间无序，含层间无序，含C量量92)第2章 复合材料的增强体碳化过程的横向交联反应碳化过程的横向交联反应第2章 复合材料的增强体 石墨化石墨化20003000，Ar，张力 CF CF-石墨晶体结构石墨晶体结构第2章 复合材料的增强体 CF CF-第2章 复合材料的增强体PAN纤维热处理温度与强度和弹性模量的关系纤维热处理温度与强度和弹性模量的关系第2章 复合材料的增强体 表面处理表面处理

33、目的：目的：a.表面处理表面处理提高提高CF表面活性，改善表面活性，改善CF复合材料的性能复合材料的性能（表面形成凹凸，提高粗糙度）（表面形成凹凸，提高粗糙度）b.上浆上浆保护保护CF，防止损伤与起毛，作为，防止损伤与起毛，作为CF与树脂的偶联剂与树脂的偶联剂（表面形成酮基，羟基和羧基等活性基团）（表面形成酮基，羟基和羧基等活性基团）第2章 复合材料的增强体聚丙烯腈基碳纤维（聚丙烯腈基碳纤维（PAN-CF）制备工艺）制备工艺第2章 复合材料的增强体小结小结PAN纤维纤维原丝原丝预氧化预氧化预氧化丝预氧化丝碳化碳化 CF-高强高强CF石墨化石墨化 CF-高模高模CF表面处理表面处理（2）粘胶基碳

34、纤维）粘胶基碳纤维 粘胶纤维（天然粘胶纤维（天然/人造纤维）人造纤维） 热处理碳化石墨化碳纤维25150，脱水（吸附水）150240 ，纤维素环脱水240400 ，自由基反应（C-C，C-O），CO，CO2400 ，芳环化，H2第2章 复合材料的增强体（3） 沥青基碳纤维沥青基碳纤维原料：原料：石油沥青、煤焦油沥青、PVC沥青前处理前处理（调整化学成分和结构）：溶剂萃取蒸馏、加氢处理、添加化合物沥青熔融纺丝稳定化 处理碳化石墨化碳纤维前处理第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 2.2. 3 碳纤维的结构（1）理想的石墨晶体的结构）理想的石墨晶体的结构第2章

35、复合材料的增强体 2.2. 3 碳纤维的结构（2）CF的结构的结构石墨片层石墨微晶乱层结构石墨原纤条带结构碳纤维 石墨晶体结构与乱层结构图石墨晶体结构与乱层结构图a石墨晶体的重叠状态；石墨晶体的重叠状态；b乱层结构的重叠状态乱层结构的重叠状态第2章 复合材料的增强体 碳纤维由碳纤维由表皮层和芯子表皮层和芯子两部分组成，中间是两部分组成，中间是连续的过渡区。皮层的微晶较大，排列较整齐有连续的过渡区。皮层的微晶较大，排列较整齐有序，占直径的序，占直径的14，芯子占，芯子占39，由皮层到芯子，由皮层到芯子，微晶减小，排列逐渐紊乱，结构不均匀性愈来愈微晶减小，排列逐渐紊乱，结构不均匀性愈来愈显著。显著

36、。第2章 复合材料的增强体沥青基石墨纤维沥青基石墨纤维端口，石墨片从端口，石墨片从芯部向外经向辐芯部向外经向辐射，纤维表面有射，纤维表面有较浅的沟槽较浅的沟槽第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体缺陷：缺陷：内部杂质、外来杂质、裂缝、空穴、气泡、表内部杂质、外来杂质、裂缝、空穴、气泡、表 面污染（影响面污染（影响CF强度的重要因素）强度的重要因素）来源：来源：原丝存在的缺陷（杂质、裂缝）原丝存在的缺陷（杂质、裂缝） 碳化过程产生缺陷（空穴、气泡）碳化过程产生缺陷（空穴、气泡）第2章 复合材料的增强体 2.2.4 碳纤维的性能 （1） 力学性能 强度高，模量大第2章 复合材料的增强体第

37、2章 复合材料的增强体 脆性大，冲击性能差碳纤维的碳纤维的为一为一直线直线，由于伸，由于伸长小，断裂过程在瞬间完成，所以长小，断裂过程在瞬间完成，所以不容不容易发生屈服。易发生屈服。第2章 复合材料的增强体 （2） 物理性能密度小密度小(1.52.0g/cm3 )；热膨胀系数（平行纤维轴为负，垂直纤维轴为正）；热膨胀系数（平行纤维轴为负，垂直纤维轴为正）；导热性能好，有方向性导热性能好，有方向性 ；导电性好；导电性好；与树脂粘结性能差。与树脂粘结性能差。第2章 复合材料的增强体 （3） 化学性能氧化性（氧化性（200 以上在空气中氧化）以上在空气中氧化）耐腐蚀性好（耐酸碱、耐水）耐腐蚀性好（耐

38、酸碱、耐水）第2章 复合材料的增强体碳纤维的制品碳纤维的制品第2章 复合材料的增强体碳纤维的单丝直径为碳纤维的单丝直径为57微米，一般成束使用，一束达微米，一般成束使用，一束达1000根单根单丝（丝（1K），有的已达），有的已达24K。碳纤维和玻璃纤维一样，可以织，有纱、。碳纤维和玻璃纤维一样，可以织，有纱、布、毡等制品种类。布、毡等制品种类。 第2章 复合材料的增强体碳纤维碳短纤维第2章 复合材料的增强体镀镍碳纤维第2章 复合材料的增强体碳纤维织物第2章 复合材料的增强体碳纤维不织布第2章 复合材料的增强体碳纤维颜色样品碳纤维小结碳纤维小结第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体各种

39、碳纤维的力学性能各种碳纤维的力学性能第2章 复合材料的增强体碳纤维的价格碳纤维的价格 （美元（美元/kg/kg）第2章 复合材料的增强体历史与现状历史与现状l20世纪60年代起步l70年代中试l强度2.5GPa，与日本相差5年l75、85、95为攻克T300 （日本已经淘汰）l年产数十吨 （美国A厂1800吨，37440万美圆）第2章 复合材料的增强体该领域的主要课题与研究热点该领域的主要课题与研究热点l需要解决的问题：原丝质量、原始创新、自力更需要解决的问题：原丝质量、原始创新、自力更生、精诚协作生、精诚协作优质原丝是生产高性能碳纤维的前提优质原丝是生产高性能碳纤维的前提。高纯、高强、高纯、

40、高强、高取向度高取向度预氧化是控制碳纤维质量的重要因素预氧化是控制碳纤维质量的重要因素。防熔、防燃，防熔、防燃，耐热梯形结构耐热梯形结构碳化和石墨化工艺是制备高性能碳纤维的关键碳化和石墨化工艺是制备高性能碳纤维的关键。高纯氮气或氩气保护，脱氮交联，排除非碳元素，瞬时排高纯氮气或氩气保护，脱氮交联，排除非碳元素，瞬时排出热解产物。出热解产物。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 2.3 氧化铝纤维通常情况下，将通常情况下，将氧化铝含量大于氧化铝含量大于70的纤维相的纤维相称为称为；将将氧化铝含量小于氧化铝含量小于70，其余为，其余为二氧化硅和少二氧化硅和少量杂质量杂质的纤维称为的纤维

41、称为。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 2.3.1 氧化铝纤维的制备 （1）溶液纺丝法 （2）混合液纺丝法 （3）基体纤维浸渍溶液法 （4）溶胶-凝胶法 （5）拉晶法先驱体法先驱体法：将氧化铝的先驱物（如将铝粉悬浮将氧化铝的先驱物（如将铝粉悬浮在某种铝盐水溶液中形成的粘稠浆液）和二氧化在某种铝盐水溶液中形成的粘稠浆液）和二氧化硅的先驱物（如硅胶或有机硅烷），以及控制液硅的先驱物（如硅胶或有机硅烷），以及控制液体流变学性质的有机添加剂，制成胶体溶液。体流变学性质的有机添加剂，制成胶体溶液。借助离心喷吹，或喷丝头纺丝加空气流喷吹等成借助离心喷吹，或喷丝头纺丝加空气流喷吹等成纤手段，

42、将上述胶体溶液制成凝胶状纤手段，将上述胶体溶液制成凝胶状短纤维短纤维。加热干燥。加热干燥。高温烧成，去除有机物，使两种先高温烧成，去除有机物，使两种先驱物分别转变成氧化铝和二氧化硅，同时生成晶驱物分别转变成氧化铝和二氧化硅，同时生成晶体结构。体结构。 溶液纺丝法溶液纺丝法 用烷基铝加水聚合成聚铝氧烷聚合物，用烷基铝加水聚合成聚铝氧烷聚合物，将它溶解在有机溶剂中，再加入硅酸酯或有机硅将它溶解在有机溶剂中，再加入硅酸酯或有机硅聚合物，将混合液浓缩成纺丝液进行干法纺丝，聚合物，将混合液浓缩成纺丝液进行干法纺丝，得到先驱体纤维，再在得到先驱体纤维，再在600空气中裂解成空气中裂解成A12O3和和SiO

43、2组成的无机纤维，而后在组成的无机纤维，而后在l 000以上烧结，以上烧结，得到微晶聚集态的连续得到微晶聚集态的连续Al2O3纤维。纤维直径纤维。纤维直径10m，拉伸强度为拉伸强度为3.2GPa，模量为，模量为330Gpa。特点是纺丝。特点是纺丝性好，可获得性好，可获得连续长纤维连续长纤维。 2.3.2氧化铝纤维的性能(1) ，在空气中加热到，在空气中加热到1250 还保持室温还保持室温强度的强度的90%。(2) ，可与金属很好地复合。，可与金属很好地复合。 (3) ，不需要进行表面处理，即能与树不需要进行表面处理，即能与树脂和金属复合。脂和金属复合。第2章 复合材料的增强体(4)具有极佳的具

44、有极佳的和和，尤其在，尤其在高温条件这些性能更为突出。高温条件这些性能更为突出。(5)用氧化铝增强的复合材料具有优良的用氧化铝增强的复合材料具有优良的。 (6)、。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 2.3.3 氧化铝纤维的应用针对上述特点，氧化铝纤维适合于制造既需要针对上述特点，氧化铝纤维适合于制造既需要又需要又需要的结构件。的结构件。用它制作用它制作雷达天线罩雷达天线罩，其，其刚性刚性比玻璃钢高，比玻璃钢高，透电透电波波性能好，性能好，耐高温耐高温。第2章 复合材料的增强体氧化铝纤维氧化铝纤维是是，约为约为3.20 g / cm 3，是纤维中最大的一种。，是纤维中最大的一种。

45、第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 2.4 碳化硅纤维 碳化硅纤维（碳化硅纤维（Silicon Carbide Fibre，SF或或SiCf）是以）是以的一种陶瓷纤维。在形式的一种陶瓷纤维。在形式上，有晶须和连续纤维两种上，有晶须和连续纤维两种 SiC纤维具有纤维具有高强度高强度、高模量高模量，有良好的，有良好的耐化学耐化学腐蚀性腐蚀性、耐高温耐高温和和耐辐射性能耐辐射性能。 碳化硅纤维的制备碳化硅纤维的制备l化学气相沉积法化学气相沉积法l先驱体转化法先驱体转化法(PIP) 2.4.1 先驱体法先驱体法第2章 复合材料的增强体（1）典型）典型Nicalon SiC纤维的制备工艺和

46、性能纤维的制备工艺和性能 以有机聚合物以有机聚合物( (一般为有机金属聚合物一般为有机金属聚合物) )为先驱体，利为先驱体，利用其可溶可熔等特性成型后，经高温热分解处理使之从有用其可溶可熔等特性成型后，经高温热分解处理使之从有机化合物转变为无机陶瓷材料的方法机化合物转变为无机陶瓷材料的方法 第2章 复合材料的增强体 此方法制备的此方法制备的SiC纤维力学性能好，已经广泛应用，不纤维力学性能好，已经广泛应用，不足之处是工艺繁杂足之处是工艺繁杂直径为直径为10m的细纤维，一般由的细纤维，一般由500根纤维组成束丝为商品根纤维组成束丝为商品 第2章 复合材料的增强体（2）超耐热）超耐热SiC纤维的制

47、备和性能纤维的制备和性能聚碳硅烷（聚碳硅烷（PCS）先驱体熔融纺丝后，经电子束）先驱体熔融纺丝后，经电子束辐照及不熔化处理，使辐照及不熔化处理，使PCS分子交联，在分子交联，在1000 C一次烧成后施加张力，于一次烧成后施加张力，于1500 C二次烧成，制得二次烧成，制得含氧量低于含氧量低于0.5%的的Hi-Nicalon SiC 纤维。纤维。第2章 复合材料的增强体 2.4.2 CVD法法碳化硅纤维的制备钨丝/碳丝 沉积室烷基硅烷分解SiCfCH3SiCl3SiC+ 3HCl1300结构由内向外依次为芯丝、富碳的碳化硅层、碳化硅层和外结构由内向外依次为芯丝、富碳的碳化硅层、碳化硅层和外表面的

48、富硅涂层。表面的富硅涂层。 该法制备的该法制备的纤维直径为纤维直径为95140m的单丝的单丝 HClSiCSiClCH333通常在管式反应器中用水银电极直接采用直流电通常在管式反应器中用水银电极直接采用直流电或射频加热或射频加热, ,把基体芯材把基体芯材( (钨丝或碳丝钨丝或碳丝) )加热到加热到1200以上，通入氯硅烷和氢气的混合气体以上，通入氯硅烷和氢气的混合气体, ,经经反应裂解为碳化硅，并沉积在钨丝或碳丝表面。反应裂解为碳化硅，并沉积在钨丝或碳丝表面。 化学气相沉积法化学气相沉积法生产的生产的是直径为是直径为100-140 m的单丝。的单丝。美国美国Texton公司是公司是的主要生产厂

49、。碳化硅纤维的主要生产厂。碳化硅纤维的的系列产品系列产品是是SCS2，SCS6等，并研究发展等，并研究发展碳化硅纤维增强碳化硅纤维增强铝、钛基复合材料铝、钛基复合材料。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体日本碳公司日本碳公司是利用是利用生产生产碳化硅纤维碳化硅纤维的主要厂家，系列商品名为的主要厂家，系列商品名为Nicalon纤维。纤维。80年代末，日本又发展了年代末，日本又发展了。虽有其性能特点，但虽有其性能特点，但，应，应用尚未广泛。用尚未广泛。第2章 复合材料的增强体 2.4.3 碳化硅纤维的性能高强（高强（4.5GPa），高模量（），高模量（200400GPa）化学稳定性好，

50、耐酸碱化学稳定性好，耐酸碱耐高温（耐高温（1300 ，强度不变；，强度不变；1000 /氧化气氛，强度不变）氧化气氛，强度不变）与各种基体相容性好（金属基、陶瓷基、树脂基复合材料）与各种基体相容性好（金属基、陶瓷基、树脂基复合材料）耐辐射性能和吸波性能好。耐辐射性能和吸波性能好。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体国外生产碳化硅纤维的性能第2章 复合材料的增强体国内生产碳化硅纤维的性能 2.4.4 碳化硅纤维的应用由于碳化硅纤维具有由于碳化硅纤维具有、的的三耐性能三耐性能，是一种耐热的理想材料。，是一种耐热的理想材料。用用编织成双向和三向编织成双向和三向，巳用于高温，巳用于高温的传

51、送带、过滤材料，如汽车的废气过滤器等。的传送带、过滤材料，如汽车的废气过滤器等。已应用于已应用于喷气发动机涡轮叶片喷气发动机涡轮叶片、飞飞机螺旋桨机螺旋桨等受力部件。等受力部件。第2章 复合材料的增强体在军事上，在军事上，用于大口径军用步枪用于大口径军用步枪金属基复合枪筒套管金属基复合枪筒套管，M-1作战坦克履带、火箭作战坦克履带、火箭推进剂传送系统，先进战术战斗机的推进剂传送系统，先进战术战斗机的垂直安定面垂直安定面，导弹尾部，火箭发动机导弹尾部，火箭发动机外壳外壳，鱼雷壳体鱼雷壳体等。等。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体应用实例歼20隐形战机首飞第2章 复合材料的增强体 2

52、.6 硼纤维 2.6.1 概述 20世纪世纪50年代末，美国开发的高性能纤维，年代末，美国开发的高性能纤维，主要用于制造树脂基和金属基复合材料。主要用于制造树脂基和金属基复合材料。CF比比BF生产工艺简单，成本低，性能相当，生产工艺简单，成本低，性能相当，BF被被CF替代。替代。目前，主要用于目前，主要用于金属基复合材料金属基复合材料。用用制成的航天飞机制成的航天飞机主舱框架主舱框架、，代替，代替铝合金骨架铝合金骨架节省重量节省重量44，取得了十分显著的效果，也有力地促进了取得了十分显著的效果，也有力地促进了硼纤维硼纤维金属基复合材料金属基复合材料的发展。的发展。第2章 复合材料的增强体(1)

53、 卤化法卤化法钨芯钨芯BF：碳芯碳芯BF：钨丝钨丝清洗室清洗室 H2/1200 沉积室沉积室 BCl3+H2/1300 涂覆室涂覆室保护层保护层BF CF33m mm裂解石墨室裂解石墨室 H2+CH4HClBHBCl622223第2章 复合材料的增强体 2.6.2 硼纤维的制造基芯 1300 H H2 2 + BCl+ BCl3 3H H2 2 + HCl+ HCl1012m钨通电加热第2章 复合材料的增强体硼的有机金属化合物（三乙基硼或硼烷）进行高温分硼的有机金属化合物（三乙基硼或硼烷）进行高温分解使硼沉积在底丝上。解使硼沉积在底丝上。Al丝 沉积室（600）BF成本下降，使用温度和性能也下

54、降。第2章 复合材料的增强体(2) 有机金属法有机金属法中心是碳纤维或钨纤维中心是碳纤维或钨纤维硼纤维显微结构硼纤维显微结构第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 2.6.3 硼纤维的性能弹性模量高（350400GPa），直径大（100mm），强度高；在空气中200以下老化1000h性能不变，在330 /1000h，s下降70%；650 无强度（全部老化）。适合于制备树脂基复合材料；常温，BF稳定；高于650 ，BF与金属反应；BF与树脂基体粘接性比CF好（BF沉积形成，表面粗糙）第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体工艺复杂工艺复杂，不易大量生产，其，不易大量生产，其价格

55、昂贵价格昂贵。由于钨丝的密度大，由于钨丝的密度大，硼纤维的密度硼纤维的密度也大。也大。第2章 复合材料的增强体 2.6.4 硼纤维的应用第2章 复合材料的增强体(1) 硼纤维树脂复合材料硼纤维树脂复合材料 基体基体环氧树脂，聚苯并咪唑，聚酰亚胺树脂环氧树脂，聚苯并咪唑，聚酰亚胺树脂 性能性能:抗压强度为碳纤维复合材料的22.5倍，剪切强度高，蠕变小，硬度和弹性模量高，高疲劳强度(340390MN/m2)，耐辐射，化学稳定(水,有机溶剂,燃料,润滑剂),导热性能和导电性能好。 应用应用: 航空和宇航材料，如翼面，仪表盘，转子，叶片，直升机螺旋桨叶的传动轴等。 (2) 硼纤维金属复合材料硼纤维金属

56、复合材料 基体基体铝镁及其合金铝镁及其合金,钛及其合金钛及其合金 性能性能:如铝基复合材料的强度，弹性模量，疲劳极限高于高强铝合金和耐热铝合金，比强度高于钢和钛合金。 应用应用：航空、火箭 第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体 2.5 芳纶纤维2.5.1 概述芳纶纤维：芳香族聚酰胺类纤维的通称，国外商品牌芳纶纤维：芳香族聚酰胺类纤维的通称，国外商品牌号为号为凯芙拉凯芙拉（Kevlar）纤维，我国命名为芳纶纤维。）纤维，我国命名为芳纶纤维。特点：高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度特点：高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度很短，发展很快。很短，发展很快。1968午美国午美国开始研

57、制。开始研制。1972年以年以发表了专利并提供产品。发表了专利并提供产品。1972年又研制了以年又研制了以命名的纤维。命名的纤维。1973年正式登记的商品名称为年正式登记的商品名称为纤维。纤维。第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体这三种牌号纤维的用途这三种牌号纤维的用途各不相同。各不相同。主要用于主要用于橡胶增强橡胶增强，制造轮胎制造轮胎、三角皮带三角皮带、同步带同步带等；等；主要用于主要用于绳索绳索、电缆电缆、涂漆织物涂漆织物、带带和和带带状物状物，以及，以及防弹背心防弹背心等。等。用于用于航空航空、宇航宇航、造船工业造船工业的复合材料制的复合材料制件。件。 第2章 复合材料的增

58、强体2.5.2 芳纶纤维的性能（1）力学性能 拉伸强度高单丝强度可达单丝强度可达3773 MPa3773 MPa；254mm254mm长的纤维束的拉伸强长的纤维束的拉伸强度为度为2744 MPa2744 MPa，大约为铝的，大约为铝的5 5倍。倍。芳纶纤维的芳纶纤维的，大约为石墨纤维的，大约为石墨纤维的6 6倍，为硼纤倍，为硼纤维的维的3 3倍，为玻璃纤维倍，为玻璃纤维0.80.8倍。倍。第2章 复合材料的增强体 弹性模量高弹性模量高的的，可达，可达1.27 1.577 GPa，比比玻璃纤维玻璃纤维高一倍，为高一倍，为碳纤维碳纤维0.8倍。倍。 应力应变曲线为一直线应力应变曲线为一直线的的在在

59、3左右，接近左右，接近玻璃纤维玻璃纤维，高于其他纤维。高于其他纤维。第2章 复合材料的增强体 密度小密度小的的，比重为，比重为1.44 1.45，只有铝的，只有铝的一半。因此，它有高的一半。因此，它有高的与与。 良好的韧性良好的韧性 抗压性能、抗扭性能较低抗压性能、抗扭性能较低 纺织性能好纺织性能好第2章 复合材料的增强体第2章 复合材料的增强体（2）热稳定性 良好的耐温性能良好的耐温性能（-196+500）有有，当温度达，当温度达487 时尚时尚，但开始，但开始。因此，因此，在高温作用下，不发生变形，直至分解。在高温作用下，不发生变形，直至分解。如，能长期在如，能长期在180下使用；在下使用

60、；在150下作用一周后下作用一周后、不会下降；即使在不会下降；即使在200下，一周后下，一周后15，4；另外，在低温另外，在低温(-170)不发生不发生。第2章 复合材料的增强体 耐火性能好，不燃耐火性能好，不燃 热膨胀系数各向异性，轴向为负，横热膨胀系数各向异性，轴向为负，横向为正向为正和碳纤维一样，芳纶纤维的和碳纤维一样，芳纶纤维的具有具有的特点。的特点。如，芳纶纤维的如，芳纶纤维的在在0 100时为时为-2 10 -6 / ；在；在100 200时为时为-4 10 6 /。为为59 10 -6 /第2章 复合材料的增强体芳纶细纱和粗纱的热性能（3）化学性能芳纶在各种化学药品中的稳定性 除