资源描述：
《钛酸钾晶须在复合材料中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第16卷第4期复合材料学报Vol.16No.41999年10月ACTAMATERIAECOMPOSITAESINICAOctober1999钛酸钾晶须在复合材料中的应用冯新吕家桢陆小华暴宁钟陈栋梁(南京化工大学化工系,南京210009)摘要钛酸钾晶须(K2O·nTiO2)是一种高性能、多用途的合成纤维。本文中综述了其特性、制备及应用。着重介绍了在复合材料中的应用现状、尚需研究之处以及发展前景。钛酸钾晶须的低成本制造、高性能化表面处理和低损伤加工工艺是今后研究的重点。关键词钛酸钾,晶须,复合材料中图分类号TB332在已合成的近百种
2、晶须中,投入工业化生产的仅SiC、Si3N4、TiN、Al2O3、钛酸钾、莫来石[1,2]等少数几种。其重要原因是晶须昂贵的价格限制了其规模化应用。近年来钛酸钾晶须在制[3～5]造成本上取得了较大突破,加之其性能十分优异而愈来愈受到关注,例如,日本1992年晶[6]须总产量为3500吨,其中钛酸钾晶须占了2700吨,约四分之三强。目前,钛酸钾晶须的应用已覆盖复合材料增强剂、摩擦材料、高温隔热材料、绝缘材料、触媒载体等众多领域。1钛酸钾晶须的性质特点[5]钛酸钾晶须最初作为航天用高温隔热材料由美国杜邦公司于1958年开发出来。通常
3、用[3]K2O·nTiO2表示其组成,n=1,2,4,6,8,它们在结构和性能上差异显著。其中以n=4,6,即四钛酸钾和六钛酸钾晶须的实用价值最大,四钛酸钾具有很好的化学活性;六钛酸钾具有优良的力学和物理性能,稳定的化学性质、优异的耐腐蚀性、耐热隔热性、耐磨性、润滑性,高的电气绝缘性,还具有红外反射率高,高温下导热系数极低,硬度低的特点,其特性见表1、表2。[7]表1钛酸钾晶须的特性Table1Thecharacteristicsandpropertiesofpotassiumtitanatewhiskers化学组成K2O·6T
4、iO2莫氏硬度4颜色形状白色针状介电常数E:3.5～3.7tanD:0.06～0.09pH(水中分散)7～9电阻率öcm·83.3×1015(25℃)真密度ög·cm-33.28～5.53耐碱性30%碱中沸点下稳定松密度ög·cm-30.1～0.3耐酸性10%酸中室温下稳定尺寸öLm直径:0.8～1.2长度:30～50亲和性(水)良好比表面积öm2·g-1[8]11亲和性(苯)一般热膨胀系数ö℃-1[3]6.8×10-6径口毒性(rat,mg·kg-1)LD50:5000比热ökJ·(kg·℃)-10.92红外线透过率[9]8.
5、4%(厚度0.25mm)热传导率ö5.34×10-3(25℃)(波长0.9～2.4Lm,使用5.3%(厚度0.45mm)kJ·(m·s·℃)-1[8]1.74×10-3(760℃)钛酸钾纤维纸)3.4%(厚度1.73mm)收修改稿、初稿日期:1998208205,1998205211。江苏省应用基础研究基金资助项目(BJ98060)©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2复合材料学报
6、第16卷表2还列出了一些常用复合材料增强纤维的性能和参考价格。不难看出,钛酸钾晶须的强度远超出常用的玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维等。与一些高级增强纤维相比,其性能稍逊色,但价格仅为它们的1ö10～1ö100。[6,10]表2钛酸钾晶须与其它晶须性能及价格的比较Table2Comparisonofpropertiesandpricesofpotassiumtitanatewhiskerswithotherwhiskers几种典型增强纤维熔点或软化点ö℃密度ög·cm-3抗张强度öGPa弹性模量öGPa价格ö万美元·吨-1氧化铝(A
7、2Al2O3)20403.9521434氧化铍(BeO)25702.8513350碳化硼(B4C)24502.521449010～100碳化硅(SiC)26903.1821490氮化硅(Si3N4)19003.1814385凯夫拉[3]5001.45459～1342.5～4碳纤维[3]4501.743.12302～4玻璃纤维[3]7502.602.7700.1～0.2钛酸钾13003.3072801～1.52钛酸钾晶须的合成方法钛酸钾晶须常用的合成方法有烧结法、熔融法、水热法、助熔剂法和慢冷烧结法等,专家认[3,11]为慢冷烧结
8、法更适合于工业化生产。表3为各种方法的对比。表3各种钛酸钾晶须合成方法之对比Table3Comparisonofsynthesismethodsofpotassiumtitanatewhiskers方法原料反应条件ö℃生产工艺中的特点优点缺点采用的公司K2CO3
