セラミックファイバー
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    セラミック繊維は、金属酸化物、金属炭化物、金属亜硝酸塩および類似の混合物からなる、容易に加工できない多結晶繊維として定義されます。 この定義では、シリコンとホウ素は金属と見なされます。 1950 年代以降、航空宇宙、金属、原子力、化学産業の発展により、ガラス繊維よりも高い温度に耐えられる材料が必要になりました。 さらに、航空宇宙産業のさまざまな機械構造では、軽くて強くて硬い材料が必要でした。

     

    炭化ケイ素、酸化ケイ素、亜硝酸ケイ素、ケイ酸アルミナなどの非溶融材料が広く使用されています。 1980 年代から研究されてきたセラミック繊維は、一般的にアルミナ、アルミノケイ酸塩、炭化ケイ素をベースとしています。

     

    アルミナ ベースのセラミック繊維の最も重要なメーカーは、ICI (SAFIMAX)、3M (Nextel)、

     

    デュポン (PRD-166) と住友 (ALF)。 シリコンベースのセラミック繊維の最も重要な生産者は、日本カーボン (NICALON)、ダウコーニング / セラニーズ (MPS)、宇部化学品 (TYRANO)、ローヌ プーランクです。 (繊維状)

     

    アルミナ/アルミノ シリケートの組成には、一般に XNUMX つのグループがあります。

     

    最初のグループは 1260 OC までの耐性があり、40 ~ 50% のアルミナが含まれています。 このグループの化学構造を少し変更することで、その強度を 1400 OC まで高めることができます。 70 番目のグループは異なる結晶形態を持ち、約 1600% のアルミナを含んでいます。 このグループのファイバーは、最大 XNUMX OC に耐えることができ、商業的に成功しています。

     

    アルミナ繊維の合成は、ポリマーを添加せずに、Aluminum CHELAT 前駆体を使用して実行されます。 アルファ - アルミナは、前駆体からの溶融抽出によって得られます。 この構造は、摂氏 1300 度での熱処理後、均一で一定の粒子サイズを持ちます。 このプロセスの後、繊維は正方晶ジルコニアの形の分子構造を持ちます。

     

    住友が新たに取得した特許では、水がアルミニウム構造に混入されています。 ポリアノキサン (PAO) が得られ、この構造を 28 ℃、相対湿度 35% で描画して、前駆体構造を取得します。 炭化ケイ素ベースのフィラメント糸は、矢島らによって開発され、1981 年にニカロンという名前で日本カーボンによって市場に導入されました。

     

    セラミック繊維の最も重要な特徴は、高強度、高弾性率、断熱性、および熱的および物理的影響に対する高い耐性です。 セラミック繊維は、1800 OC を超えても、長期間の使用でも良好な強度を示すことがあります。 小径のセラミック繊維は、金属、ガラス、およびセラミックの強化材料として注目されています。

     

    それらは、温度での長期プロセスで機械的特性を失います。

     

    セラミック繊維複合材料の特性は、繊維とマトリックスの特性と繊維の間の関係に依存します。 高弾性繊維は一般に脆く、直径が小さい (10 ~ 20 mm)。 これらの特性により、損傷を受けていない繊維のさまざまな特性をテストすることが困難になります。

     

    アルミナベースのセラミック繊維複合材料は、高温で非常に優れた耐摩耗性を提供します。

     

    アルミナ・ジルコニア系セラミック繊維(PRD-166)の測定では、ヤング率380Gpa、引張強度1.2Gpaが得られました。 この繊維は、1400 °C を超える温度で、その強度の 35% を即座に失います。 ただし、その後の 100 時間以内に強度の低下はありません。 通常、炭化ケイ素繊維は非常に脆い繊維です。

     

    高温での機械的性能、流体ガスおよび耐薬品性に​​基づいて、セラミック繊維には幅広い用途があります。

     

    1. 高強度、高剛性、高断熱を必要とする複合技術
    2. 長期保温
    3. 高温ガスろ過

     

    セラミック繊維は、航空宇宙産業や化学産業で補強材として頻繁に使用されています。 最大の使用分野の XNUMX つは、高温で応力を受ける金属構造です。 例としてエンジン技術を挙げることができます。 その他の興味深いアプリケーションは、燃焼室、表面安定化、拡張スロット、およびさまざまなヘルメットです。

     

    多くの軽量セラミック繊維複合材料は、高温耐性を提供します。

     

     

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