SiC纤维的性能及其应用领域

　　SiC纤维具有抗拉强度和拉伸模量高，密度低；耐热性好，在空气中可长期应用于1000～1100℃使用；与金属反应性小，浸润性好，在1000℃以下几乎不与金属发生反应；纤维具有半导体性且随组成不同，其电阻率在10-1～106Ω·cm 之间可调；以先驱体法制得SiC纤维直径细，汞矿粉烘干机易编织成各种织物；以及耐腐蚀性能优异。尽管已工业化生产并以NICALON和TYRANNO为代表的SiC纤维具有上述一些特性，但其耐热性仍不能满足高温领域中应用要求（如图2-4所示）。

　　研究表明，已生产的SiC纤维不是纯的SiC，其组成的Si、C、O和H元素以不同质量百分数组成，并且是由微晶β-SiC晶粒构成，而氧的存在，于1300℃以上会释放CO和SiO等气体，以及β-SiC微晶长大，碳化硅粉烘干机使纤维的力学性能降低。近年来，广大科技工作者致力于降低纤维中氧含量并使其近似等化学组成的结构以提高SiC纤维的高温性能。已采用电子束辐照不熔化处理和超高分子量干法纺丝以及添加元素如Ti，Zr，B等工艺，实现低氧含量SiC纤维的生产。典型的SiC纤维品种、性能和应用领域如表2-7所示。

　　活性炭纤维转化法它的原理很简单，利用气态的SiO与多孔炭反应转化生成SiC纤维。该方法包括活性炭纤维制备，在一定真空度下，于1200～1300℃下与SiO气体反应并在N2下高温处理（1600℃）。选汞设备获得的SiC纤维是由β-SiC 微晶构成，且含氧量低，仅有5.9%，纤维的抗拉强度达到1000MPa以上。由于纤维仍存在有微孔和因为SiO与碳转化为SiC时，会发生体积膨胀而造成微裂纹的产生导致强度低，但可以作高温功能纤维使用。使用该法的生产成本很低，控制其纤维性能的关键是微裂纹的控制。