金属纤维

金属纤维同有机和无机纤维一样具有独特的性能和广泛的用途。金属纤维具有良好的导电、导热、导磁和耐高温性能，而且制造方法较简单，成本价格便宜。以金属纤维为填充剂的复合材料在民用行业如电子、化工、机械、纺织、食品、医药部门开拓了广阔的应用前景。在民用工业上应用金属纤维复合材料也势在必行。金属纤维作为一种新兴的纤维材料已经受到各行各业的重视。

金属纤维在外观上看有多种多样。按材质分有不锈钢、碳钢、铸铁、铜、铝、镍、铁铬铝合金、高温合金等。按形状分为长纤维、短纤维、粗纤维、细纤维、钢绒、异型纤维等。

金属纤维的生产方法有传统的拉丝切断法、还有熔抽法、集束拉拔法、刮削法、切削法等。

目前纤维最小的直径达0.5微米，最长可达几十米甚至几百米。

目前各国生产的金属纤维、碳钢纤维居多，其次是不锈钢、铝、黄铜纤维和铸铁纤维。但从用途上看异型粗纤维的需要量大，其次是细短纤维和细长纤维。

金属材料的用途：金属纤维与有机、无机纤维相比，具有高的弹性、高的耐磨性、好的通气性、导电性、导磁性、导热性以及自润滑性和烧结性，应用范围广阔，前景引人瞩目。1）离合器、刹车片摩擦材料：金属纤维作为半金属无石棉的摩擦材料广泛用于汽车、矿山、锻压机械所用的制动器，此类主要为金属短纤维，直径20~300微米，长度2~30mm。2）导电塑料：随着微电子技术和各种电子显示技术的发展，防止微波辐射和电磁波的干扰是一个极重要的问题。电磁波的污染除了主要威胁人类的健康和破坏生态环境外，还会使电子仪器工作失常，造成信息传送失误，使控制系统失灵。以金属纤维为填料制成的屏蔽材料具有良好的抗电磁波干扰能力，可以制成各种电器外壳。3）不锈钢纤维与合成纤维或者天然纤维混纺制成微波防护服、高压带电作业服。4)金属纤维压制并烧结成各种多孔体，可以制成过滤板、过滤器用于净化气体、液体和过滤细菌，还可以制作汽车消声器、铜纤维多孔材料热交换器。 5）铸铁纤维结合剂的金刚石砂轮。6）用钢纤维制成的纤维轴承同传统的用粉末冶金轴承比较有良好的自润滑性，适用于真空、高温、或者无供油状态环境下使用。6）不锈钢、铁粉、陶瓷材料烧结成塑料模具。7）水泥中加入钢纤维制成钢纤维混凝土。

以下是钢纤维的内容。

钢纤维简介

英文名： Steel Fiber　由金属（铁，铁合金、钢等）造成的金属纤维，以切断细钢丝法、冷轧带钢剪切、钢锭铣削或钢水快速冷凝法制成长径比(纤维长度与其直径的比值,当纤维截面为非圆形时,采用换算等效截面圆面积的直径)为40～80的纤维。

因制取方法的不同金属纤维的性能有很大不同，如冷拔钢丝拉伸强度为800-2000MPa、冷轧带钢剪切法拉伸强度为600-900MPa、钢锭铣削法为700MPa；钢水冷凝法虽为380MPa，但是适合生产耐热纤维。

为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。常用截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10～60毫米，直径为0.2～0.6毫米，长径比为50～100。为增加纤维和砂浆或混凝土的界面粘结,可选用各种异形的钢纤维,其截面有矩形、锯齿形、弯月形的;截面尺寸沿长度而交替变化的；波形的;圆圈状的;端部放大的或带弯钩的等。

使用用途

钢纤维主要用于制造钢纤维混凝土，任何方法生产的钢纤维都能起到强化混凝土的作用。

纤维的增强效果主要取决于基体强度(fm)，纤维的长径比(钢纤维长度l与直径d的比值，即I/d)，纤维的体积率(钢纤维混凝土中钢纤维所占体积百分数)，纤维与基体间的粘结强度(τ)，以及纤维在基体中的分布和取向(η)的影响。当钢纤维混凝土破坏时，大都是纤维被拔出而不是被拉断，因此改善纤维与基体间的粘结强度是改善纤维增强效果的主要控制因素之一。

加入钢纤维的混凝土其抗压强度、拉伸强度、抗弯强度、冲击强度、韧性、冲击韧性等性能均得到较大提高。

结合钢纤维混凝土抗拉强度、弯拉强度（抗拉强度）设计公式

钢纤维混凝土抗拉强度

钢纤维混凝土抗拉强度,可通过试验所得的劈裂抗拉强度乘以强度折减系数0.80确定,劈裂抗拉强度试验方法按GB J81规定进行

金属纤维混凝土抗拉强度标准值fftk=ftk(1+αt?ρf?lf/df)

fftk，ftk－－钢纤维混凝土抗拉强度标准值，设计值；

αt－－钢纤维对钢纤维混凝土抗拉强度影响系数，宜通过试验确定；

ρf－－钢纤维体积率（即钢纤维掺量体积率）

lf－－钢纤维长度

df－－钢纤维直径或等效直径

lf/df－－钢纤维长径比

钢纤维混凝土弯拉强度（抗折强度）

钢纤维混凝土用于公路路面、机场道面、或其它采用弯拉强度为设计指标的结构时，与钢纤维混凝土相应的集体混凝土的弯拉强度设计值的分级和使用范围，可按国家现行有关水泥混凝土路面、机场道面等行业设计规范的规定采用。

钢纤维混凝土弯拉强度设计值fftm=ftm(1+αtm?ρf?lf/df)

fftm，ftm－－钢纤维混凝土弯拉强度标准值，设计值；

αtm－－钢纤维对钢纤维混凝土抗拉强度影响系数，宜通过试验确定；

ρf－－钢纤维体积率（即钢纤维掺量体积率）

lf－－钢纤维长度

df－－钢纤维直径或等效直径

lf/df－－钢纤维长径比