《高分子復(fù)合材料》課件-3.33碳化硅纖維的定義

1.碳化硅纖維的定義碳化硅纖維碳化硅晶須目前含硅系纖維有：碳化硅纖維、含金屬碳化硅纖維、氮化硅纖維和晶須等，其中以碳化硅纖維與晶須在復(fù)合材料中應(yīng)用最廣。3碳化硅纖維概述4

碳化硅(SiC)纖維是以碳和硅為主要成分的一種陶瓷纖維。1、分類(lèi):

按形態(tài)：連續(xù)纖維、短切纖維和晶須；按結(jié)構(gòu)：?jiǎn)尉?、多晶纖維；按集束狀態(tài)：?jiǎn)谓z、束絲纖維。碳化硅纖維概述52、種類(lèi):(1)CVD碳化硅纖維:

采用化學(xué)氣相沉積法制造，其特點(diǎn)為單絲、連續(xù)、有芯、多晶態(tài)。(2)Nicalon碳化硅纖維用先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制造，其特點(diǎn)為連續(xù)、多晶、束絲纖維。(3)碳化硅晶須用氣/液/固法或稻殼焦化法制造，其特點(diǎn)為具有一定長(zhǎng)徑比的單晶纖維。碳化硅纖維概述63、性能及應(yīng)用具有高比強(qiáng)度、高比模量、高溫抗氧化性、優(yōu)異的耐燒蝕性、耐熱沖擊性等。碳化硅纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料，可以吸收或透過(guò)部分雷達(dá)波；作為雷達(dá)天線罩、火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)等飛行器部件的隱身結(jié)構(gòu)材料，和航空、航天、汽車(chē)工業(yè)的結(jié)構(gòu)材料與耐熱材料。

2.碳化硅纖維的性能碳化硅纖維碳化硅纖維的性能81、先驅(qū)體法SiC纖維的性能①拉伸強(qiáng)度和拉伸模量高，密度小；

②耐熱性好，在空氣中可長(zhǎng)期于1100℃使用；

③與金屬反應(yīng)性小，浸潤(rùn)性良好；在1000℃以下幾乎不與金屬發(fā)生反應(yīng)；碳化硅纖維碳化硅纖維的性能91、先驅(qū)體法SiC纖維的性能④纖維具有半導(dǎo)體性，可以通過(guò)不同的處理溫度來(lái)控制所生產(chǎn)的纖維的導(dǎo)電性；

⑤纖維細(xì)，柔曲性好，易編成各種織物，可制備形狀復(fù)雜的復(fù)合材料制品；

⑥耐腐蝕性?xún)?yōu)異。碳化硅纖維碳化硅纖維的性能102、化學(xué)氣相沉積法SiC纖維的性能

鎢芯碳化硅纖維特點(diǎn)：①熱穩(wěn)定性>350℃，適宜于高溫使用；②沉積期間(927℃左右)，SiC與W之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成W-C和W-Si化合物，增加了纖維本身的界面復(fù)雜性；④鎢芯的密度大，導(dǎo)致纖維密度大。碳化硅纖維碳化硅纖維的性能112、化學(xué)氣相沉積法SiC纖維的性能碳芯碳化硅纖維特點(diǎn)：

①高溫下比鎢芯碳化硅纖維更為穩(wěn)定；②制造成本較低、密度?。虎蹥庀喑练e過(guò)程中，C與SiC間無(wú)高溫有害反應(yīng)；④用碳芯碳化硅纖維增強(qiáng)高溫超合金和陶瓷材料，在1093℃下經(jīng)歷100h，其抗拉強(qiáng)度仍高于1.4GPa。

3.碳化纖維的應(yīng)用用作高溫耐熱材料

碳化硅纖維可用作耐高溫傳送帶、金屬熔體過(guò)濾材料、高溫?zé)焿m過(guò)濾器、汽車(chē)尾氣收塵過(guò)濾器等.例如,日本東京都采用碳化硅纖維氈過(guò)濾器用于柴油汽車(chē)排放煙塵收集裝置.據(jù)說(shuō),隨著環(huán)保事業(yè)的強(qiáng)化,防止公害條例的制定,需求碳化硅纖維量將要增加用作樹(shù)脂基復(fù)合材料

碳化硅纖維可與環(huán)氧等樹(shù)脂復(fù)合,制作優(yōu)異的復(fù)合材料.例如,噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片,直升機(jī)螺旋槳,飛機(jī)與汽車(chē)構(gòu)件等。用作金屬基復(fù)合材料

碳化硅纖維可與金屬鋁等復(fù)合,具有輕質(zhì)、耐熱、高強(qiáng)度、耐疲勞等優(yōu)點(diǎn),可用作飛機(jī)、汽車(chē)、機(jī)械等部件及體育運(yùn)動(dòng)器材等。用作陶瓷基復(fù)合材料采用、碳化硅纖維增強(qiáng)陶瓷,因?yàn)樗瘸蜔岷辖鸬馁|(zhì)量輕,具有高溫耐熱性,并顯著地改瞥了陶瓷固有的脆性,所以可用作宇宙火箭、航空噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等耐熱部件以及高溫耐腐蝕化學(xué)反應(yīng)釜材料等。碳化硅纖維其他品種發(fā)展動(dòng)向除上述介紹的碳化硅纖維之外,世界有關(guān)科技人員還將某些金屬引入纖維結(jié)構(gòu)之中,開(kāi)發(fā)出像Si一Ti一C一O,Si一Zn一C一O等含金屬的碳化硅纖維。據(jù)說(shuō),采用鋁置換