碳化硅纤维

聚碳硅烷

性能特点：

本产品是以碳—硅键为主链，含活泼的Si—H键的有机硅聚合物，通常为淡黄色玻璃状固体。纯度高，含

氧量低，可以在一定范围内调控分子量以适应不同的用途，加热可熔，可以溶于常用的有机溶剂。

主要用途：

1）陶瓷纤维的先驱体：制备以碳化硅纤维为代表的高温抗氧化陶瓷纤维。

2）陶瓷涂层：将聚碳硅烷以溶液方式涂于金属、陶瓷、石墨等基体材料或构件表面，经干燥、交联、高温

无机化后形成陶瓷涂层。

3）陶瓷多孔材料或泡沫体：制备高渗透性、高比表面积、高反射性能、较好的绝缘性能陶瓷多孔体。

4）陶瓷微粉：其粒径小（可达纳米—微米级）

5）无机材料粘结剂：聚碳硅烷熔体或溶液可作为陶瓷粘结剂的主要成分。

6）陶瓷基复合材料：聚碳硅烷制备碳化硅基复合材料基体，制备碳—陶、陶—陶复合材料。

聚二甲基硅烷

聚二甲基硅烷是一种主链由硅原子组成的高分子材料。由于Si的低电负性并具有3d空轨道，因此，电子

可沿着51—Si主链广泛离域，从而使聚二甲基硅烷具有光电导、三阶非线性光学、光致发光和电致发光

等一些特性，在光电导、发光二极管、非线性光学材料等方面有广阔的应用前景，这也是它引起人们广泛

关注的重要原因。

聚二甲基硅烷的应用

（1）制备SiC陶瓷。

（2）作为烯烃聚合的引发剂。

（3）作为光电导及电荷转移复合物材料。

（4）作为高分辨光致抗蚀剂。

（5）作为非线性光学材料。

（6）制造发光二极管。

（7）开发新型光记忆材料。

（8）聚二甲基硅烷在其他光电材料中也得到了广泛应用。近年来，聚二甲基硅烷膜用于接触式扫描探针

显微镜（SPM）纳米平板印刷术，其优点在于在样品成型时具有更高的溶解度和更少的辐射损失。

聚二甲基硅烷作为一种新型功能高分子材料，对其进行研究不论是理论上还是实践上都有重要的意义，聚

二甲基硅烷化学已成为有机硅领域中的一个热点，对它的研究十分活跃。随着研究的不断深入，聚二甲基

硅烷有望在许多领域里得到更为广泛的应用。

纳米碳化硅微粉

性能特点

碳化硅粉体纯度高、粒径小[30nm~几微米(可控)]、分布均匀，比表面积大、表面活性高，松装密度低，具有极好的力学、热

学、电学和化学性能，即具有高硬度、高耐磨性和良好的自润滑、高热传导率、低热膨胀系数及高温强度大特点。碳化硅莫氏硬度高达9.4，并具有半导体性质。

主要用途

1)纳米结构工件及器件：如冶金、化工、机械、航空、航天及能源等行业中使用的自润滑轴承，液体燃料喷嘴、坩埚；大功率高频模块、半导体元器件等。

2)金属及其他材料表面处理：如工具、模具、耐热、散热、防腐及吸波纳米涂层等。

3)复合材料：如制备金属基、陶瓷基、高分子基复合材料。

4)烧结添加剂，晶粒细化剂或形核剂。

注意事项

该纳米粉应避阳光直接照射，避免潮湿空气以免团聚结块。

碳化硅定长纤维

性能特点：

（1）具有高强度和高模量；有良好的耐化学腐蚀性、耐盐雾海水腐蚀、耐高温和耐辐射性能。

（2）在空气中比碳纤维和硼纤维具有更好的高温稳定性；具有半导体性能；与金属相容性好，常用于金属

基和陶瓷基复合材料。

主要用途：

1）碳化硅定长纤维主要作为短纤维与铝合金基体、钛合金基体、镁合金基体等复合形成SiC纤维/铝基、

SiC纤维/钛基、SiC纤维/镁基复合材料，生产各种具有耐热、耐磨、导热、一定的高温强度等性能的零

件。

2）可以制成SiC毡，用作烟道除尘、脱硫、脱硝酸，汽车尾气处理，也可以作密封填料、滤材等应用。

注意事项：

本品为脆性易断裂纤维，保存时需避免弯曲，断裂后单丝易剌入皮肤。丝束表面浸渍丝束处理剂，使用前

可根据具体使用情况决定是否除去。

碳化硅纤维

性能特点：

本产品比重轻，具有高强度和高模量；有良好的耐化学腐蚀性、抗盐雾、耐高温和耐辐射性能。在空气中，

比碳纤维和硼纤维具有更好的高温稳定性；具有半导体性能，通过改变制备条件可在10-1-107 cm范

围内调控其电阻率；具有吸波性、NTC特性（红外传感器）；与金属相容性好，并具有可编织性，织布、

多向编织物等，常用于金属基和陶瓷基复合材料，增强纤维。

主要用途：

1) 作为耐热材料：如汽车尾气处理中的脱尘,脱硫,脱NOx装置、耐盐雾、海水腐蚀、红外敏感元件、高

温输送带、喷灯嘴、航天飞机柔性防热材料、过滤器、催化剂载体等。

2) 增强金属基复合材料：纤维体积含量为30％的Al基复合材料，其弯曲强度为超硬铝的1.8倍，拉伸

强度为1.3倍。减重40％。而且在400℃以下材料的强度降低幅度不大，而特超硬铝在200℃时为常温

强度的1/5以下。可用于制造导弹的尾翼、炮管等。

3) 增强树脂基复合材料：与环氧树脂、聚酰亚胺树脂组成的复合材料与碳纤维相比具有较高的压缩强度、

较高的冲击强度和优异的磨损性，同时碳化硅/环氧树脂复合材料还具有优异的电性能。可应用于雷达天线

罩和飞行器的结构材料，以及各种结构吸波材料。

4) 增强陶瓷基复合材料：主要应用于宇宙火箭和飞机喷气发动机的耐热部件、航天飞机的隔热瓦等。

注意事项：

本品为脆性易断裂纤维，保存时需避免弯曲，断裂后单丝易剌入皮肤。丝束表面浸渍丝束处理剂，使用前可根据具体使用情况决定是否除去。

液态聚碳硅烷

性能特点：

本产品是以碳—硅键为主链，含活泼的Si—H键的有机硅聚合物，通常为粘稠态琥珀体。纯度高，含氧量低，可以在一定范围内调控分子量以适应不同的用途，加热可熔，可以溶于常用的有机溶剂。

主要用途：

1）陶瓷涂层:将LPCS以溶液的方式或者直接涂于金属、陶瓷、石墨等基体材料或者构件的表面，经干燥、交联、高温无机化后形成陶瓷涂层。

2）陶瓷多孔材料或泡沫体：制备高渗透性、高比表面积、高反射性能、较好的绝缘性能的陶瓷多孔体。

3）陶瓷微粉：其粒径小（可达纳米—微米级）。

4）无机材料粘结剂：聚碳硅烷熔体或溶液可作为陶瓷粘结剂的主要成分。

5）陶瓷基复合材料：聚碳硅烷制备碳化硅基复合材料基体。

注意事项：

本品易吸潮，长期暴露在有氧环境中易氧化变质，因此要密封保存

β-SiC纳米微粉

性能特点

碳化硅粉体纯度高、粒径小[30nm~几微米(可控)]、分布均匀，比表面积大、表面活性高，松装密度低，

具有极好的力学、热学、电学和化学性能，即具有高硬度、高耐磨性和良好的自润滑、高热传导率、低热

膨胀系数及高温强度大特点。碳化硅莫氏硬度高达9.4，具有半导体性质。

主要用途

1)纳米结构工件及器件：如冶金、化工、机械、航空、航天及能源等行业中使用的自润滑轴承，液体燃料

喷嘴、坩埚；大功率高频模块、半导体元器件等。

2)金属及其他材料表面处理：如工具、模具、耐热、散热、防腐及吸波纳米涂层等。

3)复合材料：如制备金属基、陶瓷基、高分子基复合材料。

4)烧结添加剂，晶粒细化剂或形核剂。

注意事项

该纳米粉应避阳光直接照射，避免潮湿空气以免团聚结块。

连续碳化硅纤维测试方法 第3部分：线密度和密度(标准状态：现行)

I C S49.025.99 V13 中华人民共和国国家标准 G B/T34520.3 2017 连续碳化硅纤维测试方法 第3部分:线密度和密度 T e s tm e t h o d s f o r c o n t i n u o u s s i l i c o n c a r b i d e f i b e r P a r t3:L i n e a r d e n s i t y a n dd e n s i t y 2017-11-01发布2018-05-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

前言 G B/T34520‘连续碳化硅纤维测试方法“共分为7个部分: 第1部分:束丝上浆率; 第2部分:单纤维直径; 第3部分:线密度和密度; 第4部分:束丝拉伸性能; 第5部分:单纤维拉伸性能; 第6部分:电阻率; 第7部分:高温强度保留率三 本部分为G B/T34520的第3部分三 本部分按照G B/T1.1 2009给出的规则起草三 本部分由中国航天科技集团公司提出三 本部分由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(S A C/T C425)归口三 本部分起草单位:国防科学技术大学二中国航天标准化研究所三 本部分主要起草人:王军二王浩二简科二王亦菲二宋永才二王应德二邵长伟二苟燕子二王小宙二王兵二胡芸二唐祚姣二陈强三

连续碳化硅纤维测试方法 第3部分:线密度和密度 1范围 G B/T34520的本部分规定了测试连续碳化硅(s i l i c o nc a r b i d e,S i C)纤维线密度和密度的测试环境二试样二测试设备二测试程序二测试结果计算和测试报告三 本部分适用于连续S i C纤维线密度和密度的测试三 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的三凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件三凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件三 G B/T1446纤维增强塑料性能试验方法总则 G B/T3291.3纺织纺织材料性能和试验术语第3部分:通用 G B/T4146.3纺织品化学纤维第3部分:检验术语 G B/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 G B/T15223塑料液体树脂用比重瓶法测定密度 G B/T18374增强材料术语及定义 G B/T34520.1 2017连续碳化硅纤维测试方法第1部分:束丝上浆率 3术语和定义 G B/T3291.3二G B/T4146.3二G B/T18374和G B/T34520.1 2017界定的术语和定义适用于本文件三 4测试环境 4.1测试环境条件:温度为23??5?,相对湿度为50%?20%三 4.2在其他环境条件下进行测试时,测试环境温度与相对湿度应在测试报告中注明三 5试样 5.1测试线密度时,可不去除试样表面上浆剂,但应在测试报告中说明;未说明时应按G B/T34520.1 2017中7.2的规定去除试样表面上浆剂三 5.2测试密度时,应按G B/T34520.1 2017中7.2的规定去除试样表面上浆剂三 5.3试样在测试前按G B/T1446的规定进行24h状态调节三 5.4试样数量不少于3个三

碳化硅纤维

读书笔记——SiC纤维 通过查找有关资料文献，对作为增强材料的SiC纤维有了一定的了解。在读书笔记中，介绍了SiC纤维材料的特性、SiC纤维的制备方法、SiC纤维的应用以及国内研究现状。重点关注了制备方法中的先驱体转换法（PIP）以及SiC纤维在增强陶瓷材料方面的应用。 1．SiC纤维材料特性： 1)比强度和比模量高。碳化硅复合材料包含35％～50％的碳化硅纤维，因此有较高的比强度和比模量，通常比强度提高1～4倍，比模量提高1～3倍。 2)高温性能好。碳化硅纤维具有卓越的高温性能，碳化硅增强复合材料可提高基体材料的高温性能，比基体金属有更好的高温性能。 3)尺寸稳定性好。碳化硅纤维的热膨胀系数比金属小，仅为(2．3～4．3)×10-6/℃，碳化硅增强金属基复合材料具有很小的热膨胀系数，因此也具有很好的尺寸稳定性能。 4)不吸潮、不老化，使用可靠。碳化硅纤维和金属基体性能稳定，不存在吸潮、老化、分解等问题，保证了使用和可靠性。 5)优良的抗疲劳和抗蠕变性。碳化硅纤维增强复合材料有较好的界面结构，可有效地阻止裂纹扩散，从而使其具有优良的抗疲劳和抗蠕变性能。 6)较好的导热和导电性。碳化硅增强金属基复合材料保持了金属材料良好的导热和导电性，可避免静电和减少温差。 此外，它还具有热变形系数小、光学性能好、各向同性、无毒、能够实现复杂形状的近净尺寸成型等优点，因而成为空间反射镜的首选材料。 2．SiC纤维制备方法 2.1化学气相沉积法 化学气相沉积法（CVD）即在连续的钨丝或者碳丝芯材上沉积碳化硅。通常在管式反应器中用水银电极直接采用直流电或射频加热，把基体芯材加热到1200 ℃以上，通入氯硅烷和氢气的混合气体，经过反应裂解为碳化硅，并且沉积在钨丝或者碳丝表面。目前有美国达信系统公司、法国国营火药炸弹公司、英

碳化硅--复合材料、

复合材料 姓名：黄福明 学号：2015141421022 专业：金属材料工程

碳化硅增强体 碳化硅纤维是典型的以碳和硅为主要成分的陶瓷纤维，在形态上有晶须和连续纤维两种。作为先进复合材料最重要的增强材料之一，它具有高温耐氧化性、高硬度、高强度、高热稳定性、耐腐蚀性和密度小等优点。与碳纤维相比，碳化硅纤维在极端条件下也能够保持良好的性能，故而在航空航天、军工武器装备等高科技领域备受关注，常用作耐高温材料和增强材料。此外，随着制备技术的发展，碳化硅纤维的应用逐渐拓展到高级运动器材、汽车废烟气除尘等民用工业方面。 一、碳化硅纤维的制备方法 碳化硅纤维的制备方法主要有先驱体转化法、化学气相沉积法（CVD)和活性炭纤维转化法三种。三种制备方法各有优缺点，而且使用不同制备方法得到的碳化硅纤维也具有不同的性能。 1、先驱体转化法 先驱体转化法是由日本东北大学矢岛教授等人于1975年研发，包括先驱体合成、熔融纺丝、不熔化处理与高温烧结4大工序。 先驱体转化法制备碳化硅纤维需要先合成先驱体——聚碳硅烷（PCS)，矢岛教授以二甲基二氯硅烷等为原料，通过脱氯聚合为聚二甲基硅烷，再经过高温（450 ～500℃）分解处理转化为聚碳硅烷纤维（PCS），，采用熔融法在250 ～350℃下将PCS纺成连续PCS纤维，然后经过空气中约200℃的氧化交联得到不熔化聚碳硅烷纤维，最后在惰性气氛或高纯氮气保护下1300℃左右裂解得到碳化硅纤维。先驱体转化法制备原理其实就是将含有目标元素的高聚物合成先驱体，再将先驱体纺丝成有机纤维，然后通过一系列化学反应将有机纤维交联成无机陶瓷纤维。 随着碳化硅制备技术的不断改进，逐渐形成了 3代碳化硅纤维。第1代碳化硅纤维是以矢岛教授研发的方法制备而成。由于在制备过程中引入了氧，纤维中的氧质量分数为10%～15%，在高温下碳化硅纤维的稳定性变差，影响了纤维在高温环境下的强度和弹性模量。因此，为改善这个问题研制初了第 2代碳化硅纤维。第 2代碳化硅纤维是在无氧气氛中采用电子辐照对原纤维进行不熔化处理，利用这种方式来降低碳化硅纤维中的氧含量，从而保障其在高温环境下的稳定性。同样，为满足航空和军工领域对高温材料性能的更高要求，开发了第3代碳化硅纤维。第3代碳化硅纤维中的杂质氧、游离碳含量进一步降低，接近碳化硅的化学计量比。虽然第3代碳化硅纤维的杂质氧、游离碳含量减少，但是目前控制纤维中

碳化硅纤维材料的发展趋势及前景应用

碳化硅纤维材料的发展趋势及前景应用： 碳化硅纤维产品的的发展动向。随科技的发展高性能纤维的需求俞显奇缺，尤其在航空、航天、原子能、高性能武器装备及高温工程等诸多领域,迫切需要高比强度、高比模量、耐高温、抗氧化、耐腐蚀的新型材料。出于SiC的宽禁带性质，SiC制备的紫外光电探测器可在极端条件下应用于生化检测、可燃性气体尾焰探测、臭氧层监测、短波通讯以及导弹羽烟的紫外辐射探测等领域，并适用于恶劣环境的光探测器件与光传感器开发。Mn、Co、AI掺杂SiC薄膜具有比SiC 薄膜更优越的光敏性能，是一种在光催化、太阳能电池、紫外光传感器等多个领域具有研究价值的薄膜材料。1) 碳化硅纤维材料特性： 1)比强度和比模量高。碳化硅复合材料包含35％～50％的碳化硅纤维，因此有较高的比强度和比模量，通常比强度提高1～4倍，比模量提高1～3倍。 2)高温性能好。碳化硅纤维具有卓越的高温性能，碳化硅增强复合材料可提高基体材料的高温性能，比基体金属有更好的高温性能。 3)尺寸稳定性好。碳化硅纤维的热膨胀系数比金属小，仅为(2．3～4．3)×10’6／℃，碳化硅增强金属基复合材料具有很小的热膨胀系数，因此也具有很好的尺寸稳定性能。 4)不吸潮、不老化，使用可靠。碳化硅纤维和金属基体性能稳定，不存在吸潮、老化、分解等问题，保证了使用和可靠性。 5)优良的抗疲劳和抗蠕变性。碳化硅纤维增强复合材料有较好的界面结构，可有效地阻止裂纹扩散，从而使其具有优良的抗疲劳和抗蠕变性能。 6)较好的导热和导电性。碳化硅增强金属基复合材料保持了金属材料良好的导热

和导电性，可避免静电和减少温差。2) 此外，它还具有热变形系数小、光学性能好、各向同性、无毒、能够实现复杂形状的近净尺寸成型等优点，因而成为空间反射镜的首选材料。 碳化硅纤维材料的不足之处： 作为一种多相陶瓷，SiC的材质既硬且脆，加工难度很大；从已见报道的SiC反射镜来看，其面形精度尚不能满足高精度光学系统的成像要求，这使得它在应用中受到限制；常规的碳化硅产品在弥补现有常规纤维的在特殊领域的不足之外尚有许多的缺陷。需要长期的完善，以及创新。在缺陷方面需要做如下的改进：（1）低氧化，不采用空气不熔化处理：（2）进行低碳化处理增加纤维的密度和弹性模量；（3）提高耐热性和耐化学稳定性；（4）CVD法制备的纤维直径太粗，柔韧性太差，难以编织，从而不利于复杂复合材料的制备，先驱体法制备的纤维避免了这些不足等。另外纤维可进行创新改善常规碳化硅不足，科技人员尝试着引入某些金属到纤维结构中，开发出Si-Ti-C-O, Si-Zn-C-O, Si-M-C-O, Si-Al-C-O,等金属碳化硅纤维！这些纤维具有很高的高温强度，非常引人注目，即使在高达2000℃，其强度也下降很少。這些金属纤维较常规的碳化硅纤维有更高的耐热温度。3） 参考文献： 1)《先驱体法制备连续碳化硅纤维》李云飞四川大学 2)《碳化硅纤维及其复合材料的进展》赵稼祥中国航天科技集团703所研究员 3)《碳化硅陶瓷纤维的性能及其在航空航天领域的应用》林智群系湖南农业大学讲师雷永鹏系国防科技 大学博士研究生

【CN109957859A】一种碳化硅纤维及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910219241.8 (22)申请日 2019.03.21 (71)申请人 武汉工程大学 地址 430000 湖北省武汉市东湖新技术开 发区光谷一路206号 (72)发明人 曹宏　安子博　薛俊　袁密　 郑雨佳　李梓烨　徐慢　 (74)专利代理机构 北京轻创知识产权代理有限 公司 11212 代理人 杨立　姜展志 (51)Int.Cl. D01F 9/08(2006.01) (54)发明名称一种碳化硅纤维及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种碳化硅纤维制备方法，包括如下步骤：1)以一氧化硅为硅源，碳纤维为碳源制备得到一氧化硅和碳纤维的混合分散液；2)对所述混合分散液进行干燥得到前驱体；3)将所述前驱体在真空度为0.03-0.1MPa，温度为1000-1400℃的条件下煅烧，得到粗产物；4)对所述粗产物进行除硅处理，得到碳化硅/碳混合物，对所述碳化硅/碳混合物煅烧除碳得到碳化硅纤维。根据本发明的方法，可在碳纤维上原位生成碳化硅并最终得到碳化硅纤维，且采用不同规格的碳纤维可制备出不同规格的碳化硅纤维，从而可以根据实际需要选择相应尺寸的碳纤维对碳化硅 进行可控合成。权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 109957859 A 2019.07.02 C N 109957859 A

权　利　要　求　书1/1页CN 109957859 A 1.一种碳化硅纤维制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 1)以一氧化硅为硅源，碳纤维为碳源制备得到一氧化硅和碳纤维的混合分散液。 2)对所述混合分散液进行干燥得到前驱体； 3)将所述前驱体在真空度为0.03-0.1MPa，温度为1000-1400℃的条件下煅烧，得到粗产物； 4)对所述粗产物进行除硅处理，得到碳化硅/碳混合物，对所述碳化硅/碳混合物煅烧除碳得到碳化硅纤维。 2.根据权利要求1所述的碳化硅纤维制备方法，其特征在于，所述前驱体的煅烧温度为1050-1250℃，升温速率为3-8℃/min，煅烧时间为1-24h。 3.根据权利要求1所述的碳化硅纤维制备方法，其特征在于，所述前驱体的煅烧真空度为0.03—0.1MPa。 4.根据权利要求1所述的碳化硅纤维制备方法，其特征在于，步骤1)中所述硅源和碳源按照硅元素与碳元素的摩尔比(0.5-3)：1进行投料。 5.根据权利要求1所述的碳化硅纤维制备方法，其特征在于，步骤1)中混合分散液的分散溶剂为乙醇溶液，所述乙醇溶液浓度为10％～100％(V/V)。 6.根据权利要求5所述的碳化硅纤维制备方法，其特征在于，步骤1)中碳纤维与乙醇溶液的质量比为1:(9-5)。 7.根据权利要求1所述的碳化硅纤维制备方法，其特征在于，步骤1)的混合分散液中还包括分散剂，所述分散剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇中的一种或几种，所述分散剂的加入量为碳纤维质量的0.1％-0.5％。 8.根据权利要求1-7任一所述的碳化硅纤维制备方法，其特征在于，所述除硅处理为氢氟酸浸泡处理，所述氢氟酸溶液的质量分数为10％-40％，浸泡时间为2h-24h。 9.根据权利要求1-7任一所述的碳化硅纤维制备方法，其特征在于，步骤4)中的煅烧温度为500-700℃，煅烧时间为1h-10h。 10.一种碳化硅纤维，其特征在于，由权利要求1-9任一所述的碳化硅纤维制备方法制备得到。 2

碳化硅纤维

聚碳硅烷 性能特点： 本产品是以碳—硅键为主链，含活泼的Si—H键的有机硅聚合物，通常为淡黄色玻璃状固体。纯度高，含 氧量低，可以在一定范围内调控分子量以适应不同的用途，加热可熔，可以溶于常用的有机溶剂。 主要用途： 1）陶瓷纤维的先驱体：制备以碳化硅纤维为代表的高温抗氧化陶瓷纤维。 2）陶瓷涂层：将聚碳硅烷以溶液方式涂于金属、陶瓷、石墨等基体材料或构件表面，经干燥、交联、高温 无机化后形成陶瓷涂层。 3）陶瓷多孔材料或泡沫体：制备高渗透性、高比表面积、高反射性能、较好的绝缘性能陶瓷多孔体。 4）陶瓷微粉：其粒径小（可达纳米—微米级） 5）无机材料粘结剂：聚碳硅烷熔体或溶液可作为陶瓷粘结剂的主要成分。 6）陶瓷基复合材料：聚碳硅烷制备碳化硅基复合材料基体，制备碳—陶、陶—陶复合材料。 聚二甲基硅烷 聚二甲基硅烷是一种主链由硅原子组成的高分子材料。由于Si的低电负性并具有3d空轨道，因此，电子 可沿着51—Si主链广泛离域，从而使聚二甲基硅烷具有光电导、三阶非线性光学、光致发光和电致发光 等一些特性，在光电导、发光二极管、非线性光学材料等方面有广阔的应用前景，这也是它引起人们广泛 关注的重要原因。 聚二甲基硅烷的应用 （1）制备SiC陶瓷。 （2）作为烯烃聚合的引发剂。 （3）作为光电导及电荷转移复合物材料。 （4）作为高分辨光致抗蚀剂。 （5）作为非线性光学材料。 （6）制造发光二极管。 （7）开发新型光记忆材料。 （8）聚二甲基硅烷在其他光电材料中也得到了广泛应用。近年来，聚二甲基硅烷膜用于接触式扫描探针 显微镜（SPM）纳米平板印刷术，其优点在于在样品成型时具有更高的溶解度和更少的辐射损失。 聚二甲基硅烷作为一种新型功能高分子材料，对其进行研究不论是理论上还是实践上都有重要的意义，聚 二甲基硅烷化学已成为有机硅领域中的一个热点，对它的研究十分活跃。随着研究的不断深入，聚二甲基 硅烷有望在许多领域里得到更为广泛的应用。 纳米碳化硅微粉 性能特点 碳化硅粉体纯度高、粒径小[30nm~几微米(可控)]、分布均匀，比表面积大、表面活性高，松装密度低，具有极好的力学、热

2018年陶瓷基复合材料CMC与碳化硅纤维行业分析报告

2018年陶瓷基复合材料CMC与碳化硅纤维行业分 析报告

正文目录 陶瓷基复合材料（CMC）：新型战略性热结构材料 (4) CMC材料性能优异，由陶瓷基体与纤维组成 (4) CMC材料是航空/火箭发动机的理想材料 (6) 航空发动机的构成与选材要素 (6) CMC材料应用于航空发动机的优缺点 (8) CMC材料的应用及进展 (10) CMC材料研制的难点与国外进展 (10) 国内总体上处于应用研究阶段 (13) 碳化硅纤维是制备CMC材料的关键 (14) CMC材料制备工艺 (14) 碳化硅纤维的研究进展 (15) 国外已发展出三代碳化硅纤维，高温稳定性逐渐提升 (15) 国内已突破各项关键技术，但生产规模与批次间稳定性仍需提高 (16) 航空航天将推动CMC产业发展 (17) 发达国家起步早，巨头GE投资扩产彰显CMC价值 (17) 航空、航天两大领域引领CMC需求 (18) CMC产业链梳理 (21) 相关建议 (23) 风险提示 (23) 图目录 图1：陶瓷基复合材料的构成 (4) 图2：CMC材料与其他材料性能对比 (5) 图3：涡扇航空发动机的构成 (7) 图4：CMC材料相对于高温合金的优势和劣势 (9)

图5：CMC材料在不同温度下的使用寿命及应用 (10) 图6：CMC材料的研究进展 (11) 图7：F-100发动机调节片由CMC材料制成 (12) 图8：陶瓷基复合材料材料的制备工艺 (14) 图9：三代碳化硅纤维结构组成和性能对比 (16) 图10：通用公司F414发动机 (18) 图11：美国战斗机各代次占比 (20) 图12：中国战斗机各代次占比 (20) 图13：21世纪以来中国各年航天发射次数 (21) 图14：CMC材料产业链 (22) 表目录 表1：CMC材料在航空发动机上的应用 (13) 表2：三种制备工艺对比 (15) 表3：国内碳化硅纤维制备技术现状 (16) 表4：国内主要的CMC生产及研制单位 (22) 表5：国内主要的碳化硅纤维生产及研制单位 (23)

碳化硅纤维的特点与应用

先进陶瓷结课论文 学院：材料与化学化工学院 专业：材料科学与工程 姓名： * * * 学号： 2010******** 2013-12-10

碳化硅纤维的特点与应用 前言 碳化硅纤维是以碳和硅为主要组分的一种陶瓷纤维，这种纤维具有良好的高温性能、高强度、高模量和化学稳定性，抗张强度可达2.5～3.5GPa，弹性模量为200GPa，有良好的耐化学品腐蚀性，线膨胀系数小，约为3.1×10-6 K-1，耐辐照、吸波性好，且具有半导体性质。主要用于增强金属和陶瓷，制成耐高温的金属或陶瓷基复合材料。因其具有良好性能，已在尖端科技领域，例如航空航天、火箭发动机、核聚变炉等方面展开应用。今后，期待往民品方向应用，诸如汽车废烟气收尘、高效率燃气发电机耐热部件等扩展使用。所以，研究碳化硅纤维的特点就显得尤为重要。由于专业知识有限，在此，我谨对其进行浅谈。 一、碳化硅纤维的分类 碳化硅纤维从形态上分为晶须和连续纤维两种。 1、碳化硅晶须 晶须是一种单晶，碳化硅的晶须直径一般为0.1～2um,长度为20～300um，外观是粉末状，是一种很少缺陷的，有一定长径比的单晶纤维，它具有相当好的抗高温性能和很高强度。主要用于需要高温高强应用材质的增韧场合。如：航天材料、高速切削刀具等。目前，有着极高的性能价格比。 碳化硅晶须为立方晶须，和金刚石同属于一种晶型，是目前已经合成出的晶须中硬度最高，模量最大，抗拉伸强度最大，耐热温度最高的晶须产品，分为α型和β型两种形式，其中β型性能优于α型。β型较α型具有更高的硬度(莫氏硬度达9.5以上)，更好的韧性和导电性能，抗磨、耐高温，特别耐地震、耐腐蚀、耐辐射，已经在飞机、导弹的外壳上以及发动机、高温涡轮转子、特种部件上得到应用。 碳化硅晶须的生长机理主要为气-液-固机理，即碳化硅晶须通过气液固相反应成核并生长，原料二氧化硅与c生成SiO气体，SiO扩散至富碳的催化剂融球表面，反应生成Si，进而与C反应生成SiC,SiC达到饱和后析出SiC晶核，随着反应的进行，进入融球内的SiC分子不断向晶核叠加，并在催化剂的控制下他，通过（ABCABC）立方堆积方式，生长成一定长径比的碳化硅晶须。 目前碳化硅晶须的主要制备方法大体分为三类，分别是：气相碳源法、固相碳源法、液相碳源法。其中，气相碳源法是含碳的气体与含硅的气体反应，或分解一种含碳及硅的有机化合物气体合成碳化硅晶须；固相碳源法是先在高温下使

碳化硅纤维简介

碳化硅纤维 结构 从形态上分有晶须和连续纤维两种。晶须是一种单晶，碳化硅晶须的直径一般为0.1～2um，长度为20～300um，外观是粉末状。连续纤维是碳化硅包覆在钨丝或碳纤维等芯丝上而形成的连续丝或纺丝和热解而得到纯碳化硅长丝。 制备 碳化硅长丝的制造过程是将聚硅烷在400℃以上，发生热转位反应，使侧链上的甲基以亚甲基的形式，导入主链的硅-硅间，形成聚碳硅烷,然后通过干法纺丝或熔体纺丝制成纤维。为防止纤维在碳化过程中发生熔融粘接，须先在较低温度下作不熔化处理。不熔化纤维在真空或惰性气体中加热至1200～1500℃，侧链的甲基与氢同时脱出后只留下硅-碳的骨架成分，并形成β-碳化硅结构的纤维。最后进行上浆处理及集束卷绕。上浆剂的种类视最终用途而定，用于增强塑料时上浆剂可选用环氧树脂，增强金属及陶瓷时则要求进一步在较低温度下将上浆剂热分解掉。由—碳化硅细晶粒组成的连续纤维，可用气相沉积或纺丝烧结法制造。 性能 碳化硅纤维的最高使用温度达1200℃，其耐热性和耐氧化性均优于碳纤维，强度达1960～4410MPa，在最高使用温度下强度保持率在80%以上，模量为176.4～294GPa，耐辐照和吸波性能，具有良好的高温性能、高强度、高模量和化学稳定性。 应用及发展趋势 碳化硅纤维主要用作耐高温材料和增强材料，耐高温材料包括热屏蔽材料、耐高温输送带、过滤高温气体或熔融金属的滤布等。用做增强材料时，常与碳纤维或玻璃纤维合用，以增强金属（如铝）和陶瓷为主，如做成喷气式飞机的刹车片、发动机叶片、着陆齿轮箱和机身结构材料等，还可用做体育用品，其短切纤维则可用做高温炉材等。 碳化硅纤维复合材料较多应用于国防军工，主要包括：航空、航天等高技术领域，像先进战斗机、空天飞机、航空发动机、战术导弹和电子组件等，达到减重、提高工作温度、热膨胀系数匹配和提高热导率等目的。 就碳化硅纤维来说，今后的发展趋势，主要是从合成方法上简化工艺流程，制取加工性能优越的先驱体，改进工艺，降低成本，提高性能，开发用途。另一个趋势是深入对反应机理和碳化硅纤维及其复合材料的性能与微观结构的研究。从而寻求改进加工性能和使用性能的途径。