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新聞資訊

簡述陶瓷纖維的析晶現(xiàn)象

2019-01-03 09:45:00
　　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)硪欢ǖ膸椭蹅儊硪黄鹂匆幌拢?/span>
　　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)中的晶核開始。
　　無序排列向有序排列的過渡，是一個(gè)能量釋放過程，這一點(diǎn)從差熱分析測定結(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)是莫來石析晶溫度。纖維的收縮是一個(gè)持續(xù)的過程，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，莫來石首先析出，在950℃開始出現(xiàn)。莫來石的形成與時(shí)間沒有很大的關(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)間和溫度的增長而長大。在1300℃時(shí)，單顆莫來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)開始析出，開始的時(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)降低纖維的有效長度，長期使用后將產(chǎn)生整體收縮。由于不均勻一致或不相似的晶粒生長，晶粒生長過程也是使得纖維卷曲進(jìn)而收縮的主要原因。
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