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碳化硅纖維silicon carbide fibre

時間：2020-03-01 來源：網(wǎng)絡 瀏覽：
以有機硅化合物為原料經(jīng)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。從形態(tài)上分有晶須和連續(xù)纖維兩種。晶須是一種單晶，碳化硅的晶須直徑一般為0.1～2μm，長度為20～300μm，外觀是粉末狀。連續(xù)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(xù)絲或紡絲和熱解而得到純碳化硅長絲。連續(xù)絲于1973年由美國阿芙科公司投產(chǎn)，長絲則于1980年由日本碳公司建成試生產(chǎn)裝置，1985年生產(chǎn)能力已達24t，美國埃克森化學公司和日本東海碳素公司等則生產(chǎn)晶須，東海碳素公司的年生產(chǎn)能力為24t。
　　碳化硅纖維的最高使用溫度達1200℃，其耐熱性和耐氧化性均優(yōu)于碳纖維，強度達 1960～4410MPa，在最高使用溫度下強度保持率在 80％以上，模量為176.4～294GPa，化學穩(wěn)定性也好。
　　碳化硅長絲的制造過程是將聚硅烷在400℃以上，發(fā)生熱轉(zhuǎn)位反應，使側(cè)鏈上的甲基以亞甲基的形式，導入主鏈的硅-硅間，形成聚碳硅烷，然后通過干法紡絲或熔體紡絲制成纖維。為防止纖維在碳化過程中發(fā)生熔融粘接，須先在較低溫度下作不熔化處理。不熔化纖維在真空或惰性氣體中加熱至1200～1500℃，側(cè)鏈的甲基與氫同時脫出后只留下硅-碳的骨架成分，并形成β-碳化硅結構的纖維。最后進行上漿處理及集束卷繞。上漿劑的種類視最終用途而定，用于增強塑料時上漿劑可選用環(huán)氧樹脂，增強金屬及陶瓷時則要求進一步在較低溫度下將上漿劑熱分解掉。
　　碳化硅纖維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(fā)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。  
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