碳化硅纖維是以有機(jī)硅化合物為原料經(jīng)紡絲、碳化或氣相沉積而制得具有β-碳化硅結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)纖維,屬陶瓷纖維類。碳化硅纖維用途十分廣泛,主要用作耐高溫材料和增強(qiáng)材料。耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過(guò)濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等;用做增強(qiáng)材料時(shí),常與碳纖維或玻璃纖維合用,以增強(qiáng)金屬(如鋁)和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機(jī)的剎車片、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、著陸齒輪箱和機(jī)身結(jié)構(gòu)材料等,還可用做體育用品,其短切纖維則可用做高溫爐材等。
目前,世界碳化硅纖維生產(chǎn)能力最大的是日本企業(yè),碳化硅纖維產(chǎn)品絕大多數(shù)被美國(guó)用于高技術(shù)領(lǐng)域,其具體應(yīng)用部件、應(yīng)用方式和應(yīng)用數(shù)量始終處于嚴(yán)格保密狀態(tài)。這種技術(shù)壟斷對(duì)我國(guó)碳纖維市場(chǎng)發(fā)展形成了一定的阻礙。
從形態(tài)上分,碳化硅纖維有晶須和連續(xù)纖維兩種。晶須是一種單晶,碳化硅的晶須直徑一般為0.1~2um,長(zhǎng)度為20~300um,外觀是粉末狀。連續(xù)纖維是碳化硅包覆在鎢絲或碳纖維等芯絲上而形成的連續(xù)絲或紡絲和熱解而得到純碳化硅長(zhǎng)絲。其中,連續(xù)碳化硅纖維是高性能陶瓷纖維的重要品種之一。連續(xù)碳化硅纖維屬于耐高溫材料及先進(jìn)復(fù)合材料的高性能增強(qiáng)纖維,在航空、航天、軍事裝備等軍民兩用的高技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的應(yīng)用價(jià)值。
隨著碳化硅纖維技術(shù)的發(fā)展,一些高性能的碳化硅纖維產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。耐高溫連續(xù)碳化硅纖維是高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)不可或缺的耐高溫、低密度熱結(jié)構(gòu)材料,在航空用陶瓷基復(fù)合材料中具有不可替代的地位,同時(shí)在民用領(lǐng)域如冶金高溫碳套、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣處理、隔熱高溫微粒過(guò)濾材料等均有廣泛應(yīng)用,具有巨大的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。因此,連續(xù)碳化硅纖維技術(shù)的研究和應(yīng)用對(duì)打破國(guó)外封鎖、提高我國(guó)國(guó)防武器裝備水平,具有非常重要的意義。
對(duì)此,加快發(fā)展具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能碳化硅纖維技術(shù)勢(shì)在必行。首先,應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究是發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)工程化技術(shù)的基礎(chǔ),在基礎(chǔ)研究的支撐下,迅速發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳化硅纖維制造技術(shù)與設(shè)備平臺(tái)技術(shù),突破纖維連續(xù)化和性能穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)。其次,加強(qiáng)國(guó)際先進(jìn)水平的研究基地和隊(duì)伍建設(shè),為碳化硅纖維創(chuàng)新研究輸入人才。第三,政府應(yīng)加大投資力度,重視設(shè)備建設(shè),支撐纖維技術(shù)的發(fā)展。(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯 欣然/文)