A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Vlákna z karbidu křemíku jsou textilní materiály používané téměř výhradně jako keramické výztuže kompozitů.
Vlákna se vyrábí od roku 1967,[1] V roce 2017 dosáhl celosvětový výnos z prodeje 240 milionů USD. [2]
Způsoby výroby a vlastnosti vláken
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e9/CVIpullout.jpg/200px-CVIpullout.jpg)
Kontinuální vlákna s průměrem 10-100 µm se vyrábí (stejně jako borová vlákna) metodou CVD. Zdrojem křemíku a uhlíku jsou alkylsilany (např. CH3SiCl3), které jsou v reaktoru při teplotách cca 1 300 °C redukovány vodíkem. Vzniklý karbid křemíku se usazuje na uhlíkovém substrátu o tloušťce 10–20 μm. Hotová vlákna se značí SiC/C.
Vlákna s průměrem pod cca 15 μm se získávají z polymerních prekurzorů. Např. při výrobě Nicalonu®[3] se tepelně zpracovává polydimethylsilan za vysokého tlaku. Potom se destiluje ve vakuu, kde vzniká karbosilan, který se spřádá a hotová vlákna se nechají oxidovat při teplotě kolem 200 °C. Nicolan obsahuje kolem 60 % křemíku, 30–40 % uhlíku a 1–10 % kyslíku a má hustotu 2,95 g/cm3. Materiál se dodává jako roving, tkanina a nebo vlákna sekaná na délku od 1 mm. Vlákna jsou zpravidla napuštěna šlichtou z polyvinylalkoholu (PVA).
Vlákna Sylramic s obsahem 96 % křemíku a 3 % TiB2 mají průměr 10 µm a tažnou pevnost přes 3 Gpa.
Nejnovější vlákna jsou vyráběna z methylpolydisilylazanu (MPDZ) a hydridopolysilylazanu (HPZ). Tato vlákna jsou amorfní a obsahují jak Si a C, tak i N a O.[4]
V roce 2017 se celkový objem výroby ve světě dělil mezi kontinuální a krátká vlákna v poměru cca 55/45 %.[2]
Whiskery
Whiskery se získávají pyrolýzou prekurzorů. K nejlevnější výrobě se jako výchozí materiál využívají rýžové slupky, které se žíhají při vysokých teplotách (až 1 600 °C) v inertní atmosféře. Zde dochází k rozkladu organických látek a k přeměně ve slupkách přítomného SiO2 na vláknitý karbid křemíku. Vlákna mají průměr několika µm a délku řádově do 5 mm. Zatímco vlákna z karbidu křemíku mají tažnou pevnost cca 2,5 GPa, dosahují whiskery z tohoto materiálu až osminásobnou pevnost.[4]
Whiskery se začaly zkušebně používat už v 50. letech 20. století jako výztuž kompozitů. Výzkumníci si slibovali velký technologický pokrok od principu přenosu zatížení z matrice kompozitů na whiskery. Očekávání se však dosud (2013) splnilo jen částečně, protože nebyly překonány některé problémy při výrobě a u whiskerů byly zjištěny rakovinotvorné účinky na lidský organizmus.[5]
Použití
Vlákna vyrobená technologií CVD se používají jen na kompozity s kovovými, keramickými nebo uhlíkovými matricemi. Zhotovují se z nich součásti pro letecký průmysl a výrobky odolné proti vysokým teplotám.
Vlákna z prekurzorů se dají vkládat jak do polymerních tak i do kovových matric. Účel použití je zejména zvýšení pevnosti a odolnosti proti vysokým teplotám. Možné je také přímé použití jako technické textilie na izolace a filtry.[2]
Whiskery jsou vhodné jako výztuž hliníkových nebo titanových matric. Známé jsou např. písty motorů pro závodní automobily nebo obráběcí nástroje z hliníkových slitin zpevněných whiskery z karbidu křemíku aj.[4]
Reference
- ↑ Ceramic Fibers and Coatings . National Academy of Sciences, 2018 . Dostupné online. (anglicky)
- ↑ a b c SiC Fibers Market . Markets and Markets, 2009-2018 . Dostupné online. (anglicky)
- ↑ HI-Nicalon Ceramic Fiber . COI Ceramics, 2018 . Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-03-10. (anglicky)
- ↑ a b c Vlákna pro kompozity . Kořínek, 2016-11-05 . Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-11-09.
- ↑ Moeller: Handbuch Konstruktionswerkstoffe, Carl Hanser Verlag 2013, ISBN 9783446435902 , str. 686
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antropológia
Aplikované vedy
Bibliometria
Dejiny vedy
Encyklopédie
Filozofia vedy
Forenzné vedy
Humanitné vedy
Knižničná veda
Kryogenika
Kryptológia
Kulturológia
Literárna veda
Medzidisciplinárne oblasti
Metódy kvantitatívnej analýzy
Metavedy
Metodika
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk