今天整理了一下陶瓷纖維中的析晶現(xiàn)象,希望能給大家?guī)?lái)一定的幫助,咱們來(lái)一起看一下:
玻璃態(tài)纖維(我們目前使用的:普鋁纖維,高鋁纖維和含鋯纖維)是一種非晶體物質(zhì),玻璃是過(guò)冷的熔融體。高溫液體幾秒內(nèi)驟冷,使原子不能按其規(guī)則排列而偏離平衡狀態(tài),它具有比晶體纖維較高的內(nèi)能。在熱力學(xué)上,玻璃是不穩(wěn)定的,原子能自動(dòng)重新排列,即結(jié)晶,向晶體態(tài)轉(zhuǎn)化。玻璃態(tài)物質(zhì)在常溫下粘度大,內(nèi)部原子的擴(kuò)散和重新排列速度小,擴(kuò)散的行程短,使玻璃態(tài)在常溫下有很大的相對(duì)穩(wěn)定性;在動(dòng)力學(xué)上,玻璃態(tài)纖維又是穩(wěn)定的。隨著溫度的升高,纖維的粘度降低,原子擴(kuò)散和規(guī)則化排列速度增大。玻璃態(tài)物質(zhì)存在著原子(質(zhì)點(diǎn))“近程有序(原子團(tuán))”和“遠(yuǎn)程有序”排列,近程有序中的原子布置接近于晶格排列形狀,遠(yuǎn)程有序不接近晶格的排列形狀。所以在一定溫度條件下,玻璃態(tài)纖維析晶首先從近程有序的原子團(tuán)中的晶核開(kāi)始。
無(wú)序排列向有序排列的過(guò)渡,是一個(gè)能量釋放過(guò)程,這一點(diǎn)從差熱分析測(cè)定結(jié)果可以看出。幾種玻璃態(tài)纖維,在被加熱到980℃左右,都有較強(qiáng)的放熱峰現(xiàn)象,這種放熱現(xiàn)象是原子由無(wú)序排列轉(zhuǎn)變到有序排列伴隨能量釋放的結(jié)果。溫度繼續(xù)升高,再無(wú)其他放熱峰現(xiàn)象,因此該放熱峰出現(xiàn)的溫度應(yīng)是莫來(lái)石析晶溫度。纖維的收縮是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程,大部分的收縮量產(chǎn)生于承受高溫的最初24小時(shí)以內(nèi)。陶瓷纖維一直處于高溫下時(shí),收縮便一直發(fā)生,纖維的這種收縮是由于單根纖維體的變化而造成的,單根纖維體的變化是由于玻璃態(tài)向晶體態(tài)轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變過(guò)程是原子或質(zhì)點(diǎn)有規(guī)則排列,有規(guī)則排列造成空間縮小,纖維桿體積收縮。 硅酸鋁陶瓷纖維中,莫來(lái)石首先析出,在950℃開(kāi)始出現(xiàn)。莫來(lái)石的形成與時(shí)間沒(méi)有很大的關(guān)系,但初始晶粒與時(shí)間和溫度均有關(guān)系,晶粒的尺寸隨時(shí)間和溫度的增長(zhǎng)而長(zhǎng)大。在1300℃時(shí),單顆莫來(lái)石晶粒的尺寸比其在1100℃時(shí)的尺寸大4倍。方石英在1100℃以上時(shí)開(kāi)始析出,開(kāi)始的時(shí)間與溫度有關(guān),溫度越高,方石英初始析晶時(shí)間越早,單顆石英的晶粒也越大。隨著晶粒的的長(zhǎng)大,當(dāng)其尺寸接近單根纖維的直徑時(shí),陶瓷纖維桿表面出現(xiàn)凸凹不平即縮徑,單根纖維的強(qiáng)度將會(huì)變?nèi)?。這種時(shí)間——溫度的關(guān)系將會(huì)導(dǎo)致:長(zhǎng)時(shí)間使用后纖維產(chǎn)品的強(qiáng)度變?nèi)趸蜃兇唷?隨時(shí)間而持續(xù)不斷的收縮,將會(huì)降低纖維的有效長(zhǎng)度,長(zhǎng)期使用后將產(chǎn)生整體收縮。由于不均勻一致或不相似的晶粒生長(zhǎng),晶粒生長(zhǎng)過(guò)程也是使得纖維卷曲進(jìn)而收縮的主要原因。
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