《高分子复合材料》课件-3.33碳化硅纤维的定义

1.碳化硅纤维的定义碳化硅纤维碳化硅晶须目前含硅系纤维有：碳化硅纤维、含金属碳化硅纤维、氮化硅纤维和晶须等，其中以碳化硅纤维与晶须在复合材料中应用最广。3碳化硅纤维概述4

碳化硅(SiC)纤维是以碳和硅为主要成分的一种陶瓷纤维。1、分类:

按形态：连续纤维、短切纤维和晶须；按结构：单晶、多晶纤维；按集束状态：单丝、束丝纤维。碳化硅纤维概述52、种类:(1)CVD碳化硅纤维:

采用化学气相沉积法制造，其特点为单丝、连续、有芯、多晶态。(2)Nicalon碳化硅纤维用先驱体转化法制造，其特点为连续、多晶、束丝纤维。(3)碳化硅晶须用气/液/固法或稻壳焦化法制造，其特点为具有一定长径比的单晶纤维。碳化硅纤维概述63、性能及应用具有高比强度、高比模量、高温抗氧化性、优异的耐烧蚀性、耐热冲击性等。碳化硅纤维增强聚合物基复合材料，可以吸收或透过部分雷达波；作为雷达天线罩、火箭、导弹和飞机等飞行器部件的隐身结构材料，和航空、航天、汽车工业的结构材料与耐热材料。

2.碳化硅纤维的性能碳化硅纤维碳化硅纤维的性能81、先驱体法SiC纤维的性能①拉伸强度和拉伸模量高，密度小；

②耐热性好，在空气中可长期于1100℃使用；

③与金属反应性小，浸润性良好；在1000℃以下几乎不与金属发生反应；碳化硅纤维碳化硅纤维的性能91、先驱体法SiC纤维的性能④纤维具有半导体性，可以通过不同的处理温度来控制所生产的纤维的导电性；

⑤纤维细，柔曲性好，易编成各种织物，可制备形状复杂的复合材料制品；

⑥耐腐蚀性优异。碳化硅纤维碳化硅纤维的性能102、化学气相沉积法SiC纤维的性能

钨芯碳化硅纤维特点：①热稳定性>350℃，适宜于高温使用；②沉积期间(927℃左右)，SiC与W之间发生化学反应生成W-C和W-Si化合物，增加了纤维本身的界面复杂性；④钨芯的密度大，导致纤维密度大。碳化硅纤维碳化硅纤维的性能112、化学气相沉积法SiC纤维的性能碳芯碳化硅纤维特点：

①高温下比钨芯碳化硅纤维更为稳定；②制造成本较低、密度小；③气相沉积过程中，C与SiC间无高温有害反应；④用碳芯碳化硅纤维增强高温超合金和陶瓷材料，在1093℃下经历100h，其抗拉强度仍高于1.4GPa。

3.碳化纤维的应用用作高温耐热材料

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.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。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。用作陶瓷基复合材料采用、碳化硅纤维增强陶瓷,因为它比超耐热合金的质量轻,具有高温耐热性,并显著地改瞥了陶瓷固有的脆性,所以可用作宇宙火箭、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。碳化硅纤维其他品种发展动向除上述介绍的碳化硅纤维之外,世界有关科技人员还将某些金属引入纤维结构之中,开发出像Si一Ti一C一O,Si一Zn一C一O等含金属的碳化硅纤维。据说,采用铝置换