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硅纤维碳纤维(碳化硅纤维应用)

硅纤维碳纤维(碳化硅纤维应用) 碳化硅纤维的发展前景及对策分析

近年来,随着我国国防和空间技术、现代核能、海洋工程、新能源等领域的快速发展,对各种高性能新材料的需求日渐迫切。碳化硅纤维是多晶陶瓷纤维,具有高比强度、高比模量、耐高温、抗氧化、抗蠕变、耐化学腐蚀、耐盐雾等优点,是多领域迫切需要的高性能纤维材料。

碳化硅纤维由有机硅化合物通过纺丝、碳化或气相沉积制成,具有β;-具有碳化硅结构的无机纤维,属于陶瓷纤维。碳化硅纤维用途广泛,主要作为耐高温材料和增强材料。耐高温材料包括隔热材料、耐高温输送带、过滤高温气体或熔融金属的滤布等。用作增强材料时,常与碳纤维或玻璃纤维结合,主要是增强金属(如铝)和陶瓷,如刹车片、发动机叶片、起落架盒和喷气式飞机的机身结构材料等。还可用作体育用品,其短切纤维可用作高温炉材料等。

目前世界上碳化硅纤维生产能力最大的是日本企业,绝大多数碳化硅纤维产品用于美国的高科技领域。它们的具体应用组件、应用方法和应用编号始终严格保密。这种技术垄断阻碍了中国碳纤维市场的发展。

从形态上看,碳化硅纤维有晶须和连续纤维两种。晶须是单晶。碳化硅晶须直径一般为0.1 ~ 2μ m,长度为20 ~ 300μ m,外观呈粉末状。连续纤维是在钨丝或碳纤维等芯丝上包覆碳化硅形成的连续长丝,或者是通过纺丝和热解获得的纯碳化硅长丝。其中,连续碳化硅纤维是高性能陶瓷纤维的重要品种之一。连续碳化硅纤维是一种耐高温材料和先进复合材料的高性能增强纤维。在航空空、航天、军事装备等军民两用高科技领域具有广泛的应用前景和重要的应用价值。

随着碳化硅纤维技术的发展,一些高性能的碳化硅纤维产品不断涌现。耐高温连续碳化硅纤维是高推重比航空空发动机不可或缺的耐高温低密度热结构材料,在航空空用陶瓷基复合材料中具有不可替代的作用。同时广泛应用于冶金高温碳套、柴油机尾气处理、隔热高温颗粒过滤材料等民用领域。具有很大的商业应用价值。因此,连续碳化硅纤维技术的研究和应用对打破国外封锁,提高我国国防武器装备水平具有重要意义。

因此,加快发展我国具有自主知识产权的高性能碳化硅纤维技术势在必行。首先,要加强基础研究,这是发展具有自主知识产权的工程技术的基础。以基础研究为支撑,快速发展具有自主知识产权的碳化硅纤维制造技术和装备平台技术,突破纤维连续、性能稳定的关键技术。其次,加强国际先进研究基地和团队建设,为碳化硅纤维创新研究输入人才。第三,政府要加大投入,重视设备建设,支持光纤技术的发展。

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