Оксидные волокна

Оксидные волокна (англ. oxide fibres) — конструкционные волокна, содержащие оксиды в качестве основной составляющей.

Описание

Известны два типа оксидных волокон, используемых, главным образом, в качестве армирующего средства высокотемпературных композитов — монокристаллические и эвтектические нити и стержни, а также наноструктурированные нити. Первый тип волокон получают кристаллизацией расплава методами, основанными на концепции Степанова (EFG (Edge-defined Film-fed Growth) и micropulling-down), LHPG (Laser Heated Pedestal Growth), а также методом внутренней кристаллизации. Второй тип волокон производится с использованием процедур, традиционных для порошковой металлургии (шликер, золь-гель).

Монокристаллические и эвтектические волокна стабильны при высоких температурах и характеризуются высоким сопротивлением ползучести (крипостойкостью). Например, волокна муллита (2Al₂O₃∙SiO₂) и иттрий-алюминиевого граната (YAG, Y₃Al₅O₁₂) крипостойки при температурах до 1600 °С.

Поликристаллические волокна рекристаллизуются при высоких температурах и утрачивают исходную нанокристаллическую структуру при температурах 1100—1300 °С, в зависимости от состава и времени выдержки. Наиболее крипостойкие из них, представляющие собой смесь муллита и оксида алюминия, могут длительно использоваться при температурах до 1300 °С.

Оксидные волокна используются в композитах с никелевой и оксидной матрицами. Недорогие волокна, не отличающиеся высокой прочностью, могут применяться в качестве теплоизоляции.

Литература

• Concise Encyclopedia of Composite Materials / Ed. by A. Kelly. — Elsevier Science, 1994. — 378 p.
• Chawla K. K. Fibrous Materials. — Cambridge University Press, 1998. — 309 p.
• Handbook of Composites. V. 1: Strong Fibers / Ed. by W. Watt, B.V Petrov. — N.Y.: Elsevier, 1989.
• Милейко С. Т., Серебряков А. В., Кийко В. М. и др. Монокристаллические волокна муллита, получаемые методом внутренней кристаллизации // Композиты и Наноструктуры. 2009. № 2. С. 47-60.
• Mileiko S. T. Single crystalline oxide fibres for heat-resistant composites // Compos. Sci. and Technol. 2005. V. 65, № 15-16. P. 2500—2513.