控制微裂紋是其纖維性能的關鍵
活性炭纖維轉化法它的原理很簡單,利用氣態的SiO與多孔炭反應轉化生成SiC纖維。該方法包括活性炭纖維制備,在一定真空度下,于1200~1300℃下與SiO氣體反應并在N2下高溫處理(1600℃)。獲得的SiC纖維是由β-SiC 微晶構成,且含氧量低,僅有5.9%,纖維的抗拉強度達到1000MPa以上。由于纖維仍存在有微孔和因為SiO與碳轉化為SiC時,復合式破碎機會發生體積膨脹而造成微裂紋的產生導致強度低,但可以作高溫功能纖維使用。使用該法的生產成本很低,控制其纖維性能的關鍵是微裂紋的控制。
擠壓法即SiC粉在聚合物粘接劑存在下的擠出紡絲,形成的細絲再燒結固化。通常是將粒徑在~1.7μm(亞微米)和燒結助劑和過量的碳與適當的聚合物組成的混合物。過去用該方法只能得到強度較低的SiC纖維,汞礦粉烘干機主要受**顆粒尺寸和偶爾受大孔存在的限制。但是它是迄今制造的所有多晶陶瓷纖維(包括其它方法制得的SiC纖維)**的抗高溫蠕變特性。美國金剛砂公司已用此法獲SiC纖維SiC含量在99%以上,密度在3.1g/cm, 直徑在25μm,抗拉強度在1.2GPa,彈性模量 >400GPa,其流程如圖2-3所示,該技術正在開發中。
SiC 復合纖維的沉積速率、成份和結構主要取決于混合反應氣體的成份、壓力、氣流速度和沉積溫度。高的沉積速率導致形成粗大的、脆弱的晶體結構,選礦生產線而低的沉積速率則生成非晶結構。美國TEXTRON公司生產的牌號為SCS系列纖維, 具有不同厚度和不同C/Si原子比的SCS系列纖維。中國科學院沈陽金屬所石南林等用一種射頻加熱裝置研究了在直徑12μm的鎢絲載體上沉積制得直徑100μm、連續長度1000m、抗拉強度>3.2GPa、模量400GPa、表面富碳的SiC纖維。
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