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杏彩体育平台碳化硅纤维是什么材料?碳化硅纤维的结构特点与性能、用途
时间:2024-03-29 09:57:32 点击次数:11

  杏彩体育平台碳化硅纤维是什么材料?碳化硅纤维的结构特点与性能、用途,从形态上分为晶须和连续碳化硅纤维,具有高温耐氧化性、高硬度、高强度、高热稳定性、杏彩体育网站注册耐腐蚀性和密度小等优点。与碳纤维相比,在极端条件下,碳化硅纤维能够保持良好的性能。

  自20世纪80年代SiC纤维问世以来,SiC纤维已有三次明显的产品迭代,其耐热性与强度都得到了明显增强。目前,第三代碳化硅纤维的最高耐热温度达1800-1900℃,耐热性和耐氧化性均优于碳纤维。

  材料强度方面,第三代碳化硅纤维拉伸强度达2.5~4GPa,拉伸模量达290~400GPa,在最高使用温度下强度保持率在80%以上。

  碳化硅长丝的制造过程是将聚硅烷在400℃以上,发生热转位反应,使侧链上的甲基以亚甲基的形式,导入主链的硅-硅间,形成聚碳硅烷,然后通过干法纺丝或熔体纺丝制成纤维。

  为防止纤维在碳化过程中发生熔融粘接,须先在较低温度下作不熔化处理。不熔化纤维在线℃,侧链的甲基与氢同时脱出后只留下硅-碳的骨架成分,并形成β-碳化硅结构的纤维。最后进行上浆处理及集束卷绕。上浆剂的种类视最终用途而定,用于增强塑料时上浆剂可选用环氧树脂,增强金属及陶瓷时则要求进一步在较低温度下将上浆剂热分解掉。由碳化硅细晶粒组成的连续纤维,可用气相沉积或纺丝烧结法制造。

  碳化硅纤维用途十分广泛,主要用作耐高温材料和增强材料。耐高温材料包括热屏蔽材料、耐高温输送带、过滤高温气体或熔融金属的滤布等;用做增强材料时,常与碳纤维或玻璃纤维合用,以增强金属(如铝)和陶瓷为主,如做成喷气式飞机的刹车片、发动机叶片、着陆齿轮箱和机身结构材料等,还可用做体育用品,其短切纤维则可用做高温炉材等。

  这种材料是在SiC陶瓷基体的基础上,将SiC纤维作为增强材料引入基体中制作而成的,是一种尖端复合材料。

  CMC材料是高温合金的替代品,相比于高温合金具有更强的耐热性、抗氧化性,同时具有更低的密度。

  因此,SiC复合陶瓷基材料被认为是临近空间飞行器、可重复使用航天器的热结构部件的理想材料,其研发和应用得到了主流机构与航空发动机制造商的高度重视。

  SiC纤维具有高强度、杏彩体育注册高模量、耐高温、抗氧化、抗蠕变、耐腐蚀、与陶瓷基体相容性好等一系列优异性能,是一种非常理想的增强纤维,在航空、航天、兵器、船舶和核工业等一些高技术领域具有广泛的应用前景,是发展高技术武器装备以及航空航天事业的战略原材料。

  由连续SiC纤维增强的SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC)强度高、密度低、使用温度高,在高推重比发动机上的应用具有显著的减重效果,是替代现有超高温耐热合金的理想选择。

  SiCf/SiC复合材料在航空航天发动机的耐热部件、高超音速运输推进系统、原子核反应堆材料等领域具有广阔的应用前景。日本、美国等发达国家针对高性能连续SiC纤维开展了大量的基础和应用研究,并已实现了连续SiC纤维的工业化生产。由于连续SiC纤维在军事领域的重要应用前景及其在航空、航天等高技术领域的战略地位,长期以来,西方发达国家对该产品实行垄断政策,并对我国进行严密的产品和技术封锁。(来源:贤集网)返回搜狐,查看更多

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