碳化硅纤维
读书笔记——SiC纤维
通过查找有关资料文献，对作为增强材料的SiC纤维有了一定的了解。在读书笔记中，介绍了SiC纤维材料的特性、SiC纤维的制备方法、SiC纤维的应用以及国内研究现状。重点关注了制备方法中的先驱体转换法（PIP）以及SiC纤维在增强陶瓷材料方面的应用。
1．SiC纤维材料特性：
1)比强度和比模量高。碳化硅复合材料包含35％～50％的碳化硅纤维，因此有较高的比强度和比模量，通常比强度提高1～4倍，比模量提高1～3倍。
2)高温性能好。碳化硅纤维具有卓越的高温性能，碳化硅增强复合材料可提高基体材料的高温性能，比基体金属有更好的高温性能。
-6/℃，碳化10．3)×(23)尺寸稳定性好。碳化硅纤维的热膨胀系数比金属小，仅为．3～4硅增强金属基复合材料具有很小的热膨胀系数，因此也具有很好的尺寸稳定性能。
4)不吸潮、不老化，使用可靠。碳化硅纤维和金属基体性能稳定，不存在吸潮、老化、分解等问题，保证了使用和可靠性。
5)优良的抗疲劳和抗蠕变性。碳化硅纤维增强复合材料有较好的界面结构，可有效地阻止裂纹扩散，从而使其具有优良的抗疲劳和抗蠕变性能。
6)较好的导热和导电性。碳化硅增强金属基复合材料保持了金属材料良好的导热和导电性，可避免静电和减少温差。
此外，它还具有热变形系数小、光学性能好、各向同性、无毒、能够实现复杂形状的近净尺寸成型等优点，因而成为空间反射镜的首选材料。
2．SiC纤维制备方法
2.1化学气相沉积法
化学气相沉积法（CVD）即在连续的钨丝或者碳丝芯材上沉积碳化硅。通常在管式反应器中用水银电极直接采用直流电或射频加热，把基体芯材加热到1200 ℃以上，通入氯硅烷和氢气的混合气体，经过反应裂解为碳化硅，并且沉积在钨丝或者碳丝表面。目前有美国达信系统公司、法国国营火药炸弹公司、英国石油公司和我国中科院金属所在开展此项工作。
2.2先驱体转换法
）是以有机聚合物为先驱体，利用其可溶、可熔等特性成型后，PIP先驱体转换法（．
经过高温热分解处理，使之从有机化合物转变为无机陶瓷材料的方法。
用该方法制备碳化硅纤维可分为聚碳硅烷合成、熔融纺丝、不熔化处理、高温烧成四大工序，即首先由二甲基二氯硅烷脱氯聚合为聚二甲基硅烷(PDMS)，再经过高温(450～500 ℃)热分解、重排、缩聚转化为聚碳硅烷(PCS)；PCS在多孔纺丝机上熔纺成500根一束的连续PCS纤维．再经过空气中约200 ℃的氧化或电子束照射得到不熔化PCS纤维；最后在高纯氮气保护下l 000 ℃以上高温处理便得到SiC纤维。该方法与化学气相沉积法(CVD法)制备的连续SiC纤维相比，具有适合工业化、生产效率高、成本较低的优点．且所制得的SiC纤维直径细。可编织性好、可成型复杂构件、可改变制备条件获得不同用途的纤维．纤维性能及成本均有进一步改善的前景。目前，通过先驱体法制备的连续SiC纤维——Nicalon、Tyranno已经商品化。在树脂基、金属基与陶瓷基复合材料方面已经开展了大量的应用研究。但其很难满足航空发动机、航天飞行器等对材料提出的更高性能要求。因此，高性能SiC纤维向低氧含量、近化学计量比方向发展，以适应耐高温性能不断提高的要求。
未来CMC的耐温性对SiC纤维的使用温度提出了更高的要求，提高SiC纤维的使用温度的关键在于抑制高温下SiC晶粒长大和晶相转变，降低SiC纤维中O的含量。抑制高温下SiC晶粒长大的有效方法是调整聚碳硅烷先驱体的Si/C比例，控制SiC纤维中Si，C元素含量，据报道SiC纤维的最佳化学计量式为SiC纤维中存在少量的剩余C，由于处1.11于晶界的C能阻碍晶界的移动，从而有利于抑制晶粒长大，提高纤维的耐温性。另外，要提高纤维的高温热化学稳定性，必须设法降低纤维中O的含量，减少高温下小分子物质的产生，解决这一问题的方法有3种：一是避开空气不熔化处理过程，在制备全过程中尽量减少O的引入；二是加入烧结助剂，高温烧结除去Si—C一O纤维中的O并使纤维致密化；三是不经不熔化处理过程而直接制得SiC纤维。
2.3活性炭纤维转化法
活性炭纤维转化法原理比较简单：利用气态的SiO与多孔活性炭反应便转化生成了SiC。该法制备SiC纤维成本低、过程简单。活性炭纤维转化法制备SiC纤维包括三大工序 ：①活性炭纤维制备；②在一定真空度的条件下，在1200 ℃—1300 ℃的温度下，活性碳纤维与SiO发生反应而转化为SiC纤维；③在氮气气氛下进行热处理(1600℃)。 22.4超微粉体挤压纺丝法
超微粉体掺混纺丝法 是制备连续SiC纤维的经典方法，是将超微SiC粉、粘结剂和PVAc微粉，mμ2.0—mμ0.1公司用ICI英国高温烧结而成。烧结助剂等混合后挤压纺丝，
作粘结剂，B和AlO作烧结助剂，混合纺丝后高温烧结制得SiC纤维，其强度为1．6 GPa。32Si也可用作烧结助剂，并能降低烧结温度到1800℃。
3．SiC纤维的用途
碳化硅纤维由于自身的优异性能可用作高温耐热材料，树脂、金属、陶瓷基复合材料的增强材料等。
3.1用作高温耐热材料
碳化硅纤维可用作耐高温传送带、金属熔体过滤材料、高温烟尘过滤器、汽车尾气收尘过滤器等。例如，日本东京都采用碳化硅纤维毡过滤器用于柴油汽车排放烟尘收集装置(DPF )。据说，随着环保事业的强化，防止公害条例的制定，需求碳化硅纤维量将要增加。
3.2用作树脂基复合材料
碳化硅纤维可与环氧等树脂复合，制作优异的复合材料。例如，喷气式发动机涡轮叶片，直升机螺旋桨，飞机与汽车构件等。
3.3用作金属基复合材料
碳化硅纤维可与金属铝等复合，具有轻质、耐热、高强度、耐疲劳等优点，可用作飞机、汽车、机械等部件及体育运动器材等。
3.4用作陶瓷基复合材料
采用、碳化硅纤维增强陶瓷(CMC)，因为它比超耐热合金的质量轻，具有高温耐热性，并显着地改善了陶瓷固有的脆性，所以CMC可用作宇宙火箭、航空喷气式发动机等耐热部件以及高温耐腐蚀化学反应釜材料等。
高耐温性连续SiC纤维要在航空发动机、先进航天器等领域得到应用，必须做好连续SiC纤维增强陶瓷基复合材料的研究。先进复合材料技术是发展航空、航天高技术和新一代武器系统的物质基础；是决定导弹武器系统的性能与水平的重要因素；是保证和提高导弹武器系统生存能力的关键；是航天高技术的重要组成部分。SiC陶瓷具有良好的高温力学性能和抗氧化能力，但由于其分子结构的键合特点，缺乏塑性变形能力，表现为脆性，严重影响了其作为结构材料的应用。通过连续SiC纤维增强的SiC陶瓷基复合材料，在断裂过程中通过裂纹偏转、纤维断裂和纤维拔出等机理吸收能量、阻止裂纹扩展，在增大材料的强度和韧度同时，又保持了SiC陶瓷优异的高温性能，是获得高性能高温结构陶瓷的有效手段。SiC/SiC复合材料具有类似金属的断裂行为，对裂纹不敏感，不会发生灾难性破坏。其具有耐高温和低密度等特性，使其成为发展先进航空发动机、火箭发动机和飞行具有高比强、高比模、耐高温、抗烧蚀、抗氧化和低密SiC/SiC器防热结构的理想材料。．
3，仅是高温合金和铝合金的l/3—1/4,钨合金的l/9度等特点。其密度为2.0—2.5g/cm一l/l0。因此将其应用于航空发动机的热端部件,可有效降低其结构质量和提高燃烧室工作温度,是提高航空发动机的推重比和发展新一代高性能航空发动机的关键材料。
4．国内研究现状
国内国防科技大学航天与材料工程学院是最早开展先驱体转化法制备SiC纤维、含钛SiC纤维的研究，经过20余年从实验室制得短纤维到制备连续纤维再到进行工业化前期开发。目前已建成了年产500 Kg的SiC纤维中试生产线。制得了具有较好力学性能的连续SiC纤维及含钛SiC纤维。其性能水平为连续长度〉300
m；抗张强度2.5—3.0 GPa；抗张模量180一200 GPa；纤维直径14—16μm丝束根数400一800根/束。同时开展了大量的基础研究，在实验室制备了含硼、铝、铁、镍的SiC纤维，并在聚碳硅烷的合成、聚碳硅烷的熔融纺丝、不熔化处理与高温烧成等各个环节有不少的创新与改进。但其高温性能仍然不
能满足航空发动机、航天飞行器等对材料提出的新要求。在其最新的研究中通过在先驱体合成中引入Al，制得了Si—Al—C一(O)连续纤维；通过化学气相交联、两步烧成工艺制得了低氧含量连续SiC纤维，大大提高了纤维的高温性能，有望在耐高温陶瓷基复合材料上得到应用。
厦门大学01近年来也开展了先驱体法制备连续SiC纤维的研究．其工艺路线包括：以聚碳硅烷为先驱体，经熔融纺丝，电子束辐射交联方式制得低氧含量的交联纤维。再经过高温烧成制得低氧含量、高耐温连续SiC纤维。据报道，他们已取得实验室SiC纤维的 原丝纤维的非氧气氛交联。SiC制备技术，并通过电子束辐射方式实现了．
耐火棉种类
耐火棉种类
耐火棉的种类有：
一、硅酸铝耐火棉
硅酸铝耐火棉是一种以氧化铝为主要原料制造的防火材料，它具有很高的耐热性和优异的防火性能。硅酸铝耐火棉具有优异的隔热性能，是一种常用于高温设备隔热的材料。它还能抗腐蚀、吸声、隔音等特点，具有非常广泛的应用领域。
二、陶瓷纤维耐火棉
陶瓷纤维耐火棉是一种以氧化铝、硅酸等为主要原料制造的防火材料，它具有极高的耐热性和优异的防火性能。陶瓷纤维耐火棉具有轻质、耐磨、吸热率低等特点，是一种广泛应用于高温设备热工绝缘、保温的重要材料。
三、玻璃纤维耐火棉
玻璃纤维耐火棉是一种由玻璃纤维毡、黏合剂和填料等原材料制成的绝缘、隔热材料，它具有很高的隔热性能和优良的防火性能。玻璃纤维耐火棉具有成本低、安装方便等特点，可以广泛应用于建筑、船舶和汽车等领域。
四、碳化硅耐火棉
碳化硅耐火棉是一种由碳化硅纤维和陶瓷颗粒等原材料制成的新型防火材料，它具有很高的耐热性和优异的防火性能。碳化硅耐火棉具有重量轻、隔热性能好等特点，可以广泛应用于高温设备的隔热、保温等领域。
碳化硅 密度
碳化硅 密度
碳化硅（Silicon Carbide, SiC）是一种重要的结构陶瓷材料，具有很高的硬度和耐磨性，广泛应用于高温、高压、高速等极端环境下的工业领域。本文将从碳化硅的密度角度来探讨其特点和应用。
一、碳化硅的基本特性
碳化硅是由硅和碳元素组成的化合物，晶体结构类似于金刚石。它的密度大约在3.21-3.22 g/cm³之间，比一般金属材料如钢铁、铝等密度要大。这使得碳化硅具有很高的质量和稳定性，能够承受极端的压力和温度条件。
二、碳化硅的应用领域
1. 先进陶瓷材料：碳化硅具有优异的化学稳定性和高温稳定性，广泛应用于先进陶瓷材料制备领域。例如，碳化硅陶瓷可以用于制造高温炉具、磨料磨具、烧结模具等，其高密度和硬度能够保证陶瓷制品的稳定性和耐用性。
2. 功能性陶瓷材料：碳化硅具有优异的电绝缘性能和热导率，因此在电子器件、半导体领域得到广泛应用。碳化硅制成的陶瓷基板可用于高功率电子器件的散热，提高器件的工作效率和寿命。
3. 碳化硅纤维：碳化硅纤维具有高强度、高模量和抗氧化性能，是一种理想的高温结构材料。碳化硅纤维可以用于航空航天、航空发动机等领域，例如制造航空器复合材料结构件，提高飞行器的耐热性和强度。
4. 光学材料：碳化硅具有优异的光学性能，透过率高，折射率稳定。因此，碳化硅可用于制造光学器件、光学窗口、激光反射镜等，广泛应用于激光器、光纤通信等领域。
5. 化学工业：由于碳化硅具有优异的耐腐蚀性和耐高温性，可以在化学工业中作为耐腐蚀材料使用。例如，碳化硅可以用于制造耐酸碱容器、反应器等，提高化学反应的效率和安全性。
三、碳化硅的优势和挑战
碳化硅作为一种重要的结构陶瓷材料，具有以下优势：
1. 高硬度和耐磨性：碳化硅具有与金刚石相似的硬度，能够耐受高速摩擦和磨损。
2. 高温稳定性：碳化硅具有良好的高温稳定性，能够在高温下保持其力学性能和化学性质。
3. 优异的化学稳定性：碳化硅具有良好的抗腐蚀性能，能够耐受酸碱等化学介质的侵蚀。
碳化硅主要的四大应用领域
碳化硅硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能，是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器、矿斗内衬的理
想材料，具耐磨性能是铸铁，橡胶使用寿命的5-20倍，也是航空飞行跑道的理想材料之一。碳化硅
主要有四大应用领域，即：功能陶瓷、耐火材料、磨料及冶金原料。碳化硅粗料已能大量供应，不能算高新技术产品，而技术含量极高的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。
（碳化硅-图片）1、作为磨料，可用来做磨具，如油石、磨头、砂瓦类等。
2、作为冶金脱氧剂和耐高温材料。
3、高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。
主要用途:用于3-12英寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业、半导体产
业、压电晶体产业工程性加工材料。
用于半导体、避雷针、电路元件、高温应用、紫外光侦检器、结构材料、天文、碟刹、离合器、柴油
微粒滤清器、细丝高温计、陶瓷薄膜、裁切工具、加热元件、核燃料、珠宝、钢、护具、触媒担体等
领域。
折叠磨料磨具主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行
业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。
折叠化工
折叠"三耐"材料
利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，碳化硅一方面可用于各种
冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。
另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料，如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜
熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等;用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等碳化硅陶瓷材料;还
可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外，碳化硅也是高速公路、##飞机跑道太阳能热水器等的理想材料之一。
（碳化硅-图片）折叠有色金属
利用碳化硅具有耐高温，强度大，导热性能良好，抗冲击，作高温间接加热材料，如坚罐蒸馏炉，精馏炉塔盘，铝电解槽，铜熔化炉内衬，锌粉炉用弧型板，热电偶保护管等。
折叠钢铁
利用碳化硅的耐腐蚀，抗热冲击耐磨损，导热好的特点，用于大型高炉内衬提高了使用寿命。
含异质元素碳化硅纤维及其吸波性能研究进展
助 能 材 料 ２００７年增刊（３８）卷
含异质元素碳化硅纤维及其吸波性能研究进展木
雷永鹏，王应德，刘旭光
（国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室，湖南长沙４１００７３）
摘 要： 含异质元素碳化硅纤维由于其满足结构吸波 材料对承载、吸波的要求，已经成为当今ＳｉＣ系列纤维
的重要发展方向之一。综述了近年来国内外含异质元素 ＳｉＣ纤维的研究进展，重点介绍了含异质元素ＳｉＣ纤维
的种类、制备及其吸波性能，并展望了今后的发展方向。
关键词： 碳化硅纤维；异质元素；聚碳硅烷；吸波材
料
中图分类号：ＴＭ２５ 文献标识码：Ａ
文章编号： １００１．９７３１（２００７）增干ＩＪ．３０４８．０４
１ 引 言
隐身技术是当代军事技术上的最新成就之一，结构 吸波材料【】】是隐身材料的重要组成部分。结构吸波材料 不仅能吸收雷达波，减少回波能量；并能制成承受压缩、
弯曲及剪切载荷的结构件。与吸波涂层相比，这种材料 不存在表面剥蚀、表面粗糙和额外增重的问题，也不受 厚度的限制，有利于拓宽吸收频带，可用于制作飞机、
导弹、舰艇的部分构件。它作为雷达吸波材料的一个重 要分支，倍受关注。
碳化硅（ＳｉＣ）纤维具有高比强度、高比模量、耐 高温、抗氧化、电阻率可调等特 Ｊ】，是继碳纤维之 后开发的最重要的一种复合材料用高性能增强纤维。目 前先驱体转化法［４，５１是制备ＳｉＣ纤维的主要方法，所制
得的ＳｉＣ纤维是一种典型的ｎ．型半导体材料，其电阻率 为ｌＯ Ｑ．ｃｍ左右［６，７１，从与雷达波相互作用关系看，这
是一种典型的透波材料【８】。必须降低其电阻率，提高其
电损耗，调节电阻率在ｌＯ～１０ Ｑ．ｃｍ范围内才具备较好 的吸波效果【９】。目前采取的调节ＳｉＣ纤维电阻率的方法 主要有３种：高温处理法【１０】、表面处理法【】 和掺杂异质
元素法。其中含异质元素的ＳｉＣ纤维，已成为当今ＳｉＣ 系列纤维的重要发展方向之一。本文综述了国内外含异
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展及应用
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究进
展及应用
1研究进展
近年来，随着碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料（CCR）性能优越的
发现，越来越受到科学家和工程师的关注。并且CCR的陶瓷相结构具
有极高的抗热、抗冲击、抗腐蚀和耐磨性能。然而，由于其微观和宏
观机械性能调控能力较弱，该复合材料在应用中仍受到一定的限制。
近期，CCR材料的性能优势受到了很多研究者的重视，各种新型结
构，复杂的组合加工工艺及增强技术被提出。例如，抗腐蚀性能可以
通过制备复合表面层来改善；抗热、抗受力能力可以通过控制碳纤维
的尺寸和排列方式来改善；耐磨性能可以通过引入碳材料的碳-氧化物
多层复合来增强。最近，一些拥有改良机械性能的新制备工艺也被研
究并实施，包括激光熔覆、前景碳化熔覆、快速增材成型、焊接熔覆
和高速冲击等。
2应用
对于碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料，主要应用于航空航天、船
舶航行及军事等方面，其优越的机械性能使其成为一种非常理想的重
要应用材料。
如果说航空飞机，这种复合材料可以替代大部分传统金属。由于
复合材料的轻重比和热稳定性更佳，可以帮助飞机减轻重量。此外，其优越的抗受力和抗腐蚀性能还可以防止复合材料受到高温或低温环
境的影响。
此外，由于复合材料可以克服传统金属在热响应速度受到拘束的
缺点，在军事上其应用也都非常广泛。最新研究表明，该材料很容易
改变其形状，使用CCR，军事装备及其它武器物品可以取得更好的效
果。
3结论
碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料的研究及应用正在逐渐受到重
视，复合材料的热稳定性、高抗受力和抗腐蚀性等优势在航空航天、
船舶航行及军事领域都得到了广泛的应用。此外，新的制备工艺也取
得了巨大的进步，可以有效地改善复合材料的机械性能。因此，未来
碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料将有望发展出更强大的功能更适应更
多应用场景。
【精品文章】连续SiC纤维制备工艺及功能化研究概况
连续SiC纤维制备工艺及功能化研究概况
连续SiC纤维是高推重比航空发动机重要的耐高温、低密度热结构材
料，在航空用陶瓷基复合材料中具有不可替代的地位；同时在民用领域如
冶金高温碳套、柴油发动机废气处理、隔热高温微粒过滤材料等均也有着
广泛应用；此外，碳化硅纤维在军事领域也有极为重要的应用。碳化硅纤
维商业价值巨大，任谁都想分得一杯羹，但高傲如它，不是随随便便就能
被制造出来的，不信你看。 图 Sylramic™SiC Fiber
自1975年Tohoku大学Yajima教授开创先驱体转化法制备连续SiC纤维
方法以来，先驱体转化法一直是制备连续SiC纤维的最主要方法。在产业
化方面，日本碳素有限公司于1983年实现了SiC纤维工业化生产，直至现
在日本已工业化生产的碳化硅纤维至少发展了三代，其第三代碳化硅纤维
在1300至1800℃的空气中仍然具有良好的热稳定性。然而，经过了多年的
发展，当前国际上只有日本和美国等寥寥无几的国家掌握该技术核心。由
于在军事领域具有重要的应用前景，SiC纤维一直是日美等国长期以来一直
对我国的技术封锁和禁运品。尽管相比于成熟的碳化硅纤维商品而言，我
国碳化硅纤维产品是缺乏竞争力的，但就小编看来，在技术封锁，设备封
锁的大环境下，被迫“闭门造车”的我们所取得的成果也是还行吧。 一、连续SiC纤维制备技术概况
制备SiC纤维主要有4种方法：先驱体转化法(Polymer-Derived,PD)、化
学气相沉(ChemicalVaporDeposition,CVD)法、活性碳纤维转化法和超微细粉
高温烧结法，其中，只有先驱体转化法(PD)和化学气相沉积法(CVD)实现了
热交联法制备低含氧量碳化硅纤维初步研究
国防科技大学学报 第２４卷第３期 ＪＯＵＲ／￣ＡＬ ＯＦ ＮＡ—ＴＩＯＮＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＤＥＦＥＮＳＥ ＴＥ—ＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．２４ Ｎｏ．３ ２００２
文章编号：１００１．２４８６（２００２）０３－００９４－０４
热交联法制备低含氧量碳化硅纤维初步研究。
王亦菲，郑春满，李效东，范真祥，王 军，陈 革
（国防科技大学航天与材料工程学院，湖南长沙４１００７３）
摘要：通过对低预氧化程度的聚碳硅烷（Ｉ：＇ＣＳ）纤维进行热交联处理，降低ＳｉＣ纤维中的氧含量．经 过二步烧成法制备出机械性能及高温耐氧化性能优良的连续ｓｉＣ纤维。通过ＩＲ、ＸＲＤ、ＳＥＭ、元素分析仪等
分析手段系统研究了研究了热交联碳化硅纤维的热交联处理的工艺条件、烧成工艺，研究了热交联碳化硅纤
维的组成、微观结构及其与纤维的力学性能、高温抗氧化性能的关系。
关键词：热交联；低含氧量；碳化硅纤维
中图分类号： Ｉ’。１７４ 文献标识码：Ａ
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ＳｉＣ Ｆｉｂｅｒｓ、 ｔｈ Ｌｏｗ Ｏｘｙｇｅｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ
Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ
ＷＡＮＧ Ｙｉ－ｆｅｉ，ＺＨＥＮＧ Ｃｈｕｎ－ｍａｎ，Ｌｉ Ｘｉａｏ－ｄｏｎｇ，ＦＡＮ Ｚｈｅｎ－ｘｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｕｎ，ＣＨＥＮ Ｇｅ （ｃｏａ￣ｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄＭａｔｅｒｉａｌ Ｅｎ ｅｅＩ 。Ｎａｆｉ￣ｍｌＵｎｉｖ．０ｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｌ１咄．４１００７３， ａ）
吲ｒａ ：ＳｉＣｆｉｂｅｒ￣ｗｉｔｈ ｇ００ｄｌｌｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙＰＣＳｆｉｂｅｒ￣ｗｉｔｈｌｏｗ ｏｘｙｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ（ｔｚ￣ｐｃｓ）ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｒｍａｌ ｃＩＤｓ８． （ＴＣ）ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｏｆｔｈｅ ＬＯ－ＰＣＳ ｗｉｔｈ ｔｗｏ ｓｔｅｐｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｒｅａｃｄｏｎ ｉｓ￣ｕｄｉｅｄ ｂｙ ｄｅｍｅｎｔ
陶瓷纤维分类
陶瓷纤维分类
陶瓷纤维是一种高温材料，具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛应用于航空、航天、冶金、化工等领域。根据其材料特性和用途不同，可以将陶瓷纤维分为以下几类。
第一类：氧化铝陶瓷纤维。氧化铝陶瓷纤维是一种高温纤维，具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛应用于航空、航天、冶金、化工等领域。氧化铝陶瓷纤维的主要特点是具有优异的耐高温性能，可以在高温下长时间使用，不易熔化和变形，同时具有优异的耐腐蚀性能，可以在酸、碱等腐蚀介质中长时间使用。
第二类：硅酸盐陶瓷纤维。硅酸盐陶瓷纤维是一种高温纤维，具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛应用于航空、航天、冶金、化工等领域。硅酸盐陶瓷纤维的主要特点是具有优异的耐高温性能，可以在高温下长时间使用，不易熔化和变形，同时具有优异的耐腐蚀性能，可以在酸、碱等腐蚀介质中长时间使用。
第三类：碳化硅陶瓷纤维。碳化硅陶瓷纤维是一种高温纤维，具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛应用于航空、航天、冶金、化工等领域。碳化硅陶瓷纤维的主要特点是具有优异的耐高温性能，可以在高温下长时间使用，不易熔化和变形，同时具有优异的耐腐蚀性能，可以在酸、碱等腐蚀介质中长时间使用。
第四类：氮化硅陶瓷纤维。氮化硅陶瓷纤维是一种高温纤维，具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛应用于航空、航天、冶金、化工等领域。氮化硅陶瓷纤维的主要特点是具有优异的耐高温性能，可以在高温下长时间使用，不易熔化和变形，同时具有优异的耐腐蚀性能，可以在酸、碱等腐蚀介质中长时间使用。
陶瓷纤维是一种高温材料，具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛应用于航空、航天、冶金、化工等领域。根据其材料特性和用途不同，可以将陶瓷纤维分为氧化铝陶瓷纤维、硅酸盐陶瓷纤维、碳化硅陶瓷纤维和氮化硅陶瓷纤维等几类。
连续含铁碳化硅纤维2～18GHz频段雷达波吸收性能探索
助 锨 财 抖 ２０１０年第４期（４１）卷
连续含铁碳化硅纤维２，－－￣Ｉ８ＧＨｚ频段雷达波吸收性能探索
陈志彦 ，王 军 ，李效东
（Ｉ．中南林业科技大学材料科学与工程学院，湖南长沙４１０００４； ２．国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室，湖南长沙４１００７３）
摘 要： 采用聚二甲基硅烷（ＰＤＭＳ）与二茂铁合成
了聚铁碳硅烷（ＰＦＣＳ）。ＰＦＣＳ经多孔熔融纺丝、空气
不熔化和Ｎ２中ｌ３２０℃连续烧成，可制得连续含铁碳 化硅（ＳｉＣ（Ｆｅ））吸波纤维，此纤维与环氧树脂制备的结
构材料对２～１８ＧＨｚ的雷达渡具有较好的吸收。运用 元素分析、红外光谱、核磁共振和ＸＰＳ表征了ＰＦＣＳ
的组成结构，结果表明，铁被引入到ＰＦＣＳ中；ＰＦＣＳ的 主体结构为一Ｓｉ—ＣＨ 一主链，其中Ｓｉ上连接有一
ＣＨ。、一ＣＨ２Ｓｉ一和一Ｈ等；二茂铁的存在形式主要是 茂环与部分主链Ｓｉ的结合，因此二茂铁起到了使部分 主链交联的作用。ＨＲＴＲＭ分析表明连续ＳｉＣ（Ｆｅ）纤
维主要由无定型ＳｉＣ Ｏ 一 、晶态１３－ＳｉＣ和游离碳组成。
关键词： 连续含铁碳化硅纤维；聚铁碳硅烷；二茂铁； 吸波性能
中图分类号：ＴＱ３４３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－９７３１（２０１０）０４～Ｏ５７４—０４
ｌ 引 言
先驱体法制备的碳化硅（ＳＩＣ）纤维具有高强高模、
耐高温氧化等优异性能，在高性能复合材料中具有非 常重要的应用价值。目前，许多研究者通过改性将 ＳｉＣ纤维用于雷达波的吸收，如Ｙａｍａｍｕｒａ＿】 用电阻率
在１Ｏ ～ｌ０ Ｑ・ｃｍ的ＳｉＣ（含Ｔｉ或Ｚｒ）纤维制备的复
合材料对８～１２ＧＨｚ的雷达波反射衰减达１５ｄＢ以上， 最高可至４０ｄＢ；王军等 。］采用超声分散法将Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｔｉ等纳米金属均匀分散于ＰＣＳ中，经熔融纺丝、预 氧化、烧成制得在高频段雷达波吸收性能较好的含异 质元素的ＳｉＣ纤维；王应德［４ 等用三叶型ＳｉＣ纤维制
碳化硅纤维辐照肿胀
2018·97·
whichlocatedatgrainboundaries,prolongthediffusionpathalonggrainboundaries.Inaddition,theextension
ofdiffusionpathisinproportionaltothediameterofTiCparticles.Theslowerdiffusionofatoms/vacanciesalong
theinterfacesbetweentheZTAmatrixgrainandTiCparticlesalsoleadstothedecreaseinthesampledensities.
Fig.4alsoshowsthatthefracturetoughnessincreasesfrom5.26to6.26MPa·m1/2whentheTiCcontentincreases.
ThisisduetothatthefracturetoughnesscanbeimprovedbyincreasingYoung’smodulusbymeansoftheaddition
ofhigh-modulusparticlesintotheoxide.Therefore,theadditionofhigh-modulusTiCnanoparticlesintotheZTA
matrixincreasestheYoung’smodulusofZTA-TiCceramicscontributingtotheenhancementofKIC.
Fig.2(coloronline)SEMmicrographsofpolishedsurface(a)andfracturesurface(b)ofthesinteredTiC(20v.%)-ZTAsample.
Fig.3(coloronline)ThermalconductivityofcompositeswithdifferentTiCcontentsvaryingwithmeasuring