目前陶瓷化硅橡膠研究中常用的成瓷無機(jī)填料有砥石硅酸鈣,云母,硅藻土,高嶺土和纖維類填料等,其中使用云母作為成瓷填料的研究為常見,近年來逐漸出現(xiàn)硅酸鈣,硅藻土等作為成瓷填料的相關(guān)研究。

砥石硅酸鈣

硅酸鈣的熔點(diǎn)為1540℃,是一種含鈣的偏硅酸鹽類礦物質(zhì),呈針狀,放射狀和纖維狀結(jié)構(gòu),具有優(yōu).異的熱穩(wěn)定性,化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性能,廣泛應(yīng)用于陶瓷,橡膠,塑料,涂料等制品。在陶瓷化硅橡膠中應(yīng)用時(shí),硅酸鈣可作為陶瓷體的骨架材料,在溫度達(dá)到1020～1080℃時(shí),硅酸鈣能形成硅鋁鈣鹽的低溫共熔體,以鈣長石為主晶相。因?yàn)楣杷徕}可以降低陶瓷化轉(zhuǎn)變溫度,所以可應(yīng)用于低溫快燒陶瓷領(lǐng)域。

研究結(jié)果：1）研究了硅酸鈣用量和長徑比對(duì)陶瓷化硅橡膠性能的影響。隨著硅酸鈣用量的增加,硅橡膠的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率線性下降,燒蝕后形成的陶瓷體三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度不斷增加,微觀結(jié)構(gòu)亦呈致密,連續(xù)的狀態(tài)。比較合理的解釋是,硅酸鈣的加入,破壞了硅橡膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),所以硅橡膠的力學(xué)性能下降,而硅酸鈣能和硅橡膠分解產(chǎn)生的二氧化硅反應(yīng)形成液相共熔,從而起到橋接作用,形成致密的陶瓷結(jié)構(gòu)。此外,按照長徑比劃分,硅酸鈣分為普通硅酸鈣和針狀硅酸鈣,相較于針狀硅酸鈣,普通硅酸鈣的粒徑更小,分布更均勻,因此形成的硅橡膠力學(xué)性能更優(yōu),燒結(jié)體的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度更強(qiáng)。而針狀硅酸鈣的阻燃性能和熱穩(wěn)定性更加優(yōu).異。2）研究提出,加入硅酸鈣的硅橡膠會(huì)因輕微膨脹而變得柔軟,因此斷裂伸長率較大。將硅酸鈣和氧化鋁進(jìn)行復(fù)配,能得到性能更加優(yōu).異的陶瓷化硅橡膠。制備出了一種具有高阻燃特性的固化硅氧烷泡沫,里面添加了硅酸鈣,具有高阻燃特性。當(dāng)硅酸鈣添加量達(dá)到一定值時(shí),燃燒時(shí)可在聚合物表面形成陶瓷,阻止火焰的進(jìn)一步燃燒。對(duì)比研究了硅酸鈣和玻璃纖維對(duì)硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng).效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn),添加10%玻璃纖維可以使拉伸強(qiáng)度提高26%,但是添加10%的硅酸鈣只能使拉伸強(qiáng)度提高4%,使用經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理的玻璃纖維和硅酸鈣,拉伸強(qiáng)度均有進(jìn)一步的提升。此外,硅酸鈣和玻璃纖維均對(duì)硅橡膠的熱穩(wěn)定性有所提升。