SiC纖維的性能及其應(yīng)用領(lǐng)域
SiC纖維具有抗拉強度和拉伸模量高，密度低；耐熱性好，在空氣中可長期應(yīng)用于1000～1100℃使用；與金屬反應(yīng)性小，浸潤性好，在1000℃以下幾乎不與金屬發(fā)生反應(yīng)；纖維具有半導體性且隨組成不同，其電阻率在10-1～106Ω·cm 之間可調(diào)；以先驅(qū)體法制得SiC纖維直徑細，汞礦粉烘干機易編織成各種織物；以及耐腐蝕性能優(yōu)異。盡管已工業(yè)化生產(chǎn)并以NICALON和TYRANNO為代表的SiC纖維具有上述一些特性，但其耐熱性仍不能滿足高溫領(lǐng)域中應(yīng)用要求（如圖2-4所示）。
研究表明，已生產(chǎn)的SiC纖維不是純的SiC，其組成的Si、C、O和H元素以不同質(zhì)量百分數(shù)組成，并且是由微晶β-SiC晶粒構(gòu)成，而氧的存在，于1300℃以上會釋放CO和SiO等氣體，以及β-SiC微晶長大，碳化硅粉烘干機使纖維的力學性能降低。近年來，廣大科技工作者致力于降低纖維中氧含量并使其近似等化學組成的結(jié)構(gòu)以提高SiC纖維的高溫性能。已采用電子束輻照不熔化處理和超高分子量干法紡絲以及添加元素如Ti，Zr，B等工藝，實現(xiàn)低氧含量SiC纖維的生產(chǎn)。典型的SiC纖維品種、性能和應(yīng)用領(lǐng)域如表2-7所示。
活性炭纖維轉(zhuǎn)化法它的原理很簡單，利用氣態(tài)的SiO與多孔炭反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成SiC纖維。該方法包括活性炭纖維制備，在一定真空度下，于1200～1300℃下與SiO氣體反應(yīng)并在N2下高溫處理（1600℃）。選汞設(shè)備獲得的SiC纖維是由β-SiC 微晶構(gòu)成，且含氧量低，僅有5.9%，纖維的抗拉強度達到1000MPa以上。由于纖維仍存在有微孔和因為SiO與碳轉(zhuǎn)化為SiC時，會發(fā)生體積膨脹而造成微裂紋的產(chǎn)生導致強度低，但可以作高溫功能纖維使用。使用該法的生產(chǎn)成本很低，控制其纖維性能的關(guān)鍵是微裂紋的控制。
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