224

strukturę i przeciwdziałający zmianie ich właściwości. Średnica włókien mieści się w granicach od 10 do 20 pm. podczas gdy wielkość ziaren w polikrystalicznym materiale jest rzędu 0,5 pm.

Właściwości wytrzymałościowe włókien zmieniają się w szerokich granicach, zależnie od struktury A1₂0₃, która jest funkcją obróbki cieplnej. Gęstość włókien korundowych wynosi ok. 3,1 -f3,7 Mg/m³, moduł sprężystości E ok. 200 GPa, zaś R_u od 500 do 1500 MPa.

W Włókna korundowe mogą być wzmacniane przez wprowadzenie Zr0₂ n(ZTA — ang. Zirconia Toilghened Alumina). Włókna te nie tylko charakteryzują się lepszymi właściwościami wytrzymałościowymi w temperaturze pokojowej, lecz również stabilnością w podwyższonej temperaturze. Maksymalna temperatura pracy zależy od struktury A1₂0₃ i wynosi od 900°C do 1600°C. Obok włókien korundowych wytwarzane są włókna monokrystaliczne o sieci heksagonalnej zwartej (HZ).

Obecnie włókna korundowe stosowane są przede wszystkim jako wzmocnienie kompozytów o osnowie metalowej przeznaczonych do pracy w wysokiej temperaturze, np.: w elementach wysoko obciążonych silników spalinowych. Znalazły również zastosowanie w niewykrywalnych przez radary konstrukcjach lotniczych.

Ostatnią grupą są włókna krzemowe, z których najnowszymi są włókna amorficzne MPDZ (ang. methylopolydisilyłazane) oraz HPZ (ang. hydriodopo-lysilylazane), zawierające Si, C. N oraz O. Są one, jak dotąd, na etapie intensywnych badań. Wśród powszechnie już dziś stosowanych, na szczególną uwagę zasługują włókna SiC oraz Si₃N₄, wykorzystywane najczęściej jako wzmocnienie kompozytów o osnowie ceramicznej i metalowej.

Pierwsze z nich charakteryzują się silnymi wiązaniami kowalencyjnymi dzięki czemu odznaczają się dużą sztywnością i twardością ale również dużą kruchością. Ze względu na stosunkowo dużą gęstość, właściwości włókien SiC odniesione do masy nie są tak dobre jak innych włókien. Wyjątek stanowią tzw. whiskersy SiC o module sprężystości 700 GPa i R_u równym 10000 MPa (tablica 3.5).

Tablica 3.5

Właściwości włókien SiC

Włókno	p [Mg/m^3]	E [GPa]	Ru |MPa]	E/p	RJp
Nicalon	2.6	250	2200	96.2	846
Monowłókna otrzymane metodą CVD z rdzeniem wolframowym	3,5	406	2920	133,3	1285
Monowłókna otrzymane metodą CVD z rdzeniem węglowym	3.0	400	3450	133,3	1150
Włókna Tyrano	2,4	280	2000	116,7	,833
Whiskersy	3.2	700	10000	218,8	3125

224