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淺析碳化硅纖維發展前景與對策


來源:中國粉體網

標簽碳化硅
近年來,隨著我國國防和空間技術、現代核能、海洋工程、新能源等領域的快速發展,對各種高性能新材料的需求日漸迫切。碳化硅纖維是多晶陶瓷纖維,具有高比強度、高比模量、耐高溫、抗氧化、抗蠕變、耐化學腐蝕、耐鹽霧等優點,是多領域迫切需要的高性能纖維材料。

    碳化硅纖維是以有機硅化合物為原料經紡絲、碳化或氣相沉積而制得具有β-碳化硅結構的無機纖維,屬陶瓷纖維類。碳化硅纖維用途十分廣泛,主要用作耐高溫材料和增強材料。耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等;用做增強材料時,常與碳纖維或玻璃纖維合用,以增強金屬(如鋁)和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機的剎車片、發動機葉片、著陸齒輪箱和機身結構材料等,還可用做體育用品,其短切纖維則可用做高溫爐材等。

    目前,世界碳化硅纖維生產能力最大的是日本企業,碳化硅纖維產品絕大多數被美國用于高技術領域,其具體應用部件、應用方式和應用數量始終處于嚴格保密狀態。這種技術壟斷對我國碳纖維市場發展形成了一定的阻礙。

    從形態上分,碳化硅纖維有晶須和連續纖維兩種。晶須是一種單晶,碳化硅的晶須直徑一般為0.1~2um,長度為20~300um,外觀是粉末狀。連續纖維是碳化硅包覆在鎢絲或碳纖維等芯絲上而形成的連續絲或紡絲和熱解而得到純碳化硅長絲。其中,連續碳化硅纖維是高性能陶瓷纖維的重要品種之一。連續碳化硅纖維屬于耐高溫材料及先進復合材料的高性能增強纖維,在航空、航天、軍事裝備等軍民兩用的高技術領域具有廣泛的應用前景和重要的應用價值。

    隨著碳化硅纖維技術的發展,一些高性能的碳化硅纖維產品不斷涌現。耐高溫連續碳化硅纖維是高推重比航空發動機不可或缺的耐高溫、低密度熱結構材料,在航空用陶瓷基復合材料中具有不可替代的地位,同時在民用領域如冶金高溫碳套、柴油發動機廢氣處理、隔熱高溫微粒過濾材料等均有廣泛應用,具有巨大的商業應用價值。因此,連續碳化硅纖維技術的研究和應用對打破國外封鎖、提高我國國防武器裝備水平,具有非常重要的意義。

    對此,加快發展具有我國自主知識產權的高性能碳化硅纖維技術勢在必行。首先,應加強基礎研究是發展自主知識產權工程化技術的基礎,在基礎研究的支撐下,迅速發展具有自主知識產權的碳化硅纖維制造技術與設備平臺技術,突破纖維連續化和性能穩定的關鍵技術。其次,加強國際先進水平的研究基地和隊伍建設,為碳化硅纖維創新研究輸入人才。第三,政府應加大投資力度,重視設備建設,支撐纖維技術的發展。(中國粉體網編輯 欣然/文)
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