快速烧结法制备连续碳化硅纤维

通过熔融纺丝，不熔化处理制得连续聚碳硅烷（ＰＣＳ）不熔化纤维，采用快速烧结方法制备出性能较好的连续ＳｉＣ纤维。探讨了气封条件的选择，以及烧结速度对ＳｉＣ纤维的组成，结构及性能的影响。结果表明，快速烧结条件下，可以实现向纤维上施加张力以及纤维的无机化转变，烧结速度加快会降低纤维的Ｃ／Ｓｉ（原子比），同时有利于提高纤维的抗拉强度和热稳定性。     

Mark Ⅲ型碳化硅纤维的研制

碳化硅(SiC)纤维是具有比强度高、比模最高、耐高温、抗氧化的新型增强材料。本文对 Mark Ⅲ型 SiC 纤维制备过程中聚二甲基硅烷、派松、聚碳硅烷的合成,聚碳硅烷纺丝、予氧化、高温烧成等工艺的原理、工艺参数和产物结构分析进行了讨论。     

含镍碳化硅纤维的制备及其电磁性能Ⅰ.含镍碳化硅纤维的制备

将纳米金属镍均匀分散到聚碳硅烷中,通过熔融纺丝、不熔化处理、烧成,制备出含镍碳化硅纤维。发现掺杂纳米镍使聚碳硅熔融纺丝温度提高,所纺纤维直径增加。不熔化处理过程中控制纤维增重率为9％－11％时所制备的碳化硅纤维具有最佳力学性能。含镍碳化硅纤维的最佳烧成温度为1250℃。镍在陶瓷纤维中的主要存在形态是镍硅金属间化合物。纳米镍的引入促进了烧成过程中β-BiC晶粒的生长。     

连续碳化硅长丝纤维生产技术现状

连续碳化硅长丝纤维是目前具有最高比强度和最高比模量,以及高热稳定性的人造纤维。其生产技术发展经历了从高含氧量到超低含氧量,从微量元素掺杂到多种元素掺杂复合连续碳化硅长丝纤维几个关键技术阶段。连续碳化硅长丝纤维生产的4个关键技术工艺过程包括:有机硅烷小分子单体经化学或催化聚合形成有机聚硅烷(Polysilanes,PS)的聚合过程;PS的粘溶液或熔浆在惰性气氛中机械纺丝制造PS原丝的工艺过程;PS原丝经过在惰性化学气氛中控温化学转化形成聚碳硅烷(Polycarbosilanes,PCS)纤维及同时发生交联的热化学转化过程;PCS纤维在惰性以及/或者反应性气氛中高温热交联结晶化形成终烧碳化硅纤维的高温热化学转化过程。熟悉并完全掌握每一个工艺过程的技术关键,才能有效选择合适的工艺及生产装备,生产出高强度高模量连续碳化硅长丝纤维,为我国航空航天以及高端制造业提供高品质连续碳化硅长丝纤维材料。     

连续含铁碳化硅纤维2～18GHz频段雷达波吸收性能探索

采用聚二甲基硅烷(PDMS)与二茂铁合成了聚铁碳硅烷(PFCS)。PFCS经多孔熔融纺丝、空气不熔化和N2中1320℃连续烧成,可制得连续含铁碳化硅(SiC(Fe))吸波纤维,此纤维与环氧树脂制备的结构材料对2～18GHz的雷达波具有较好的吸收。运用元素分析、红外光谱、核磁共振和XPS表征了PFCS的组成结构,结果表明,铁被引入到PFCS中;PFCS的主体结构为—Si—CH2—主链,其中Si上连接有—CH3、—CH2Si—和—H等;二茂铁的存在形式主要是茂环与部分主链Si的结合,因此二茂铁起到了使部分主链交联的作用。HRTRM分析表明连续SiC(Fe)纤维主要由无定型SiCxO4-x、晶态β-SiC和游离碳组成。     

掺混型碳化硅纤维及其微波吸收特性

运用超声将平均粒径３０ｎｍ的超细金属镍粉均匀分散到聚碳硅烷中，通过熔融纺丝、不熔化处理、烧结，制备出具有良好力学性能、电阻率连续可调的掺混型碳化硅陶瓷纤维。这种纤维与环氧树脂复合制备的三层结构吸波材料具有良好的微波吸收特性，运用ＷＡＸＤ研究了纳米镍粉在陶瓷纤维内的存在状态。     

具有雷达吸波功能的碳化硅纤维的制备

以聚碳硅烷为原料,通过熔融纺丝、不熔化处理和烧成、制备出异形截面碳化硅纤维,这种纤维与环氧树脂复合成结构吸波材料,具有良好的雷达吸波性能。     

具有微波吸收功能的掺混型碳化硅纤维的研制

本文运用超声将平均粒径３０ｎｍ的超细金属钴粉均匀分散到聚碳硅烷中，通过熔融纺丝、不熔化处理、烧结，制备出具有良好力学性能、电阻率连续可调的掺混型磁性碳化硅陶瓷纤维。这种纤维与环氧树脂复合制备的三层结构吸波材料具有良好的微波吸收特性。运用ＷＡＸＤ研究了纳米钴粉在陶瓷纤维内的存在状态。     

异型截面碳化硅纤维的制备及其雷达吸波特性

以聚碳硅烷为原料,通过熔融纺丝、不熔化处理、烧成,制备出了具有异型截面的碳化硅纤维。研究了纺丝温度、压力、牵伸速度对纤维异形度和当量直径的影响,确立了异型截面碳化硅纤维的制备工艺。这种纤维与环氧树脂复合制备的结构吸波材料具有良好的雷达吸波性能。     

含异质元素碳化硅纤维及其吸波性能研究进展

含异质元素碳化硅纤维由于其满足结构吸波材料对承载、吸波的要求，已经成为当今SiC系列纤维的重要发展方向之一。综述了近年来国内外含异质元素SiC纤维的研究进展，重点介绍了含异质元素SiC纤维的种类、制备及其吸波性能，并展望了今后的发展方向。     

组成和结构对连续SiC纤维电阻率的影响

通过烧成制备了电阻率量级大小不同的三种连续SiC纤维, 对纤维的元素组成、结晶性能和表面结构进行了分析. 结果表明: 通过调整不熔化及烧成工艺参数可以获得电阻率量级不同的连续SiC纤维. 当纤维表层具有一定厚度的高富碳层结构时, 纤维的电阻率受整体自由碳含量与结晶性能的影响不再显著, 此时, 纤维将具有较低的电阻率. 富碳层的产生与不熔化纤维烧成时分解产生的烃类小分子的重新裂解沉积有关. 通过低温氧化除去纤维表面的富碳层可以使纤维电阻率增大. 表面结构对连续SiC纤维的电阻率大小有重要影响.     

氢气气氛下SiC纤维的热稳定性

采用XRD和扫描电镜等分析方法,对国产SiC纤维进行氢气气氛下除去游离碳及纤维高温稳定性的实验研究.在氢气气氛下,将国产SiC纤维分别在900,1200,1500℃和1800℃保温4h,随着温度的升高,纤维质量不断流失,同时纤维结构遭到破坏, 但β-SiC晶化转变不明显,表明国产纤维存在较多的因氧的介入所形成的Si-O-C键,从而影响了纤维在氢气气氛下的高温稳定性.     

Fast Melting of Amorphous Silicon Carbide Induced by Nanosecond Laser Pulse

We report the first experimental detailed study of laser induced surface melting on the nanoscale time scale of amorphous silicon carbide layers produced by ion implantation. Time-resolved reflectivity has been used to observe the fast liquid–solid–liquid transition features, and transmission electron microscopy (TEM) was used in order to study the structure resulting after the fast solidification following the laser induced melting. By means of the evaluation of the laser fluences required to induce melting of amorphous layers of different thickness on top of a crystalline substrate, we evaluated the thermal diffusion coefficient and the melting point of the amorphous material which occurred much lower than for crystalline material. Moreover, we give evidence of amorphous-to-crystal transitions occurring in the solid phase on the nanosecond time scale, for laser irradiation at fluences below the melting threshold. A quite different crystalline structure is observed for crystallization from the liquid phase than from the solid phase.     

静电纺聚碳硅烷制备SiOC超细纤维

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体, 采用静电纺丝法和先驱体转化法制备SiOC超细纤维, 研究PCS溶液浓度和表面活性剂对纤维形貌和直径的影响。实验结果表明: 添加表面活性剂后, 纤维分布均匀, 串珠现象消失; 通过调节溶液中PCS比例, 纤维直径分布范围为500~900 nm。力学性能测试表明SiOC纤维毡的抗拉强度可达8.88 MPa。SiOC超细纤维毡也展现出优异的热稳定性和抗化学腐蚀性能, 在苛刻环境中可以作为催化剂载体和过滤材料使用。     

连续纤维补强增韧碳化硅基陶瓷复合材料研究进展

连续纤维补强增韧碳化硅基陶瓷复合材料具有密度低、强度和韧性高、抗氧化、耐高温等综合性能,已在国外宇航领域得到了广泛的应用.综述了国内外连续纤维补强增韧C/SiC陶瓷复合材料的研究进展,主要包括国内外在增韧机理、基体复合技术、界面技术以及应用等方面的研究进展情况.     

碳化硅表面改性和光学镜面加工的研究现状

为了获得满足光学应用要求的碳化硅光学镜面, 通常采取碳化硅表面改性和改进光学镜面加工的方法. 碳化硅表面改性的主要方式是在碳化硅表面镀致密化涂层. 本文介绍了在碳化硅表面化学气相沉积碳化硅和物理气相沉积硅两种碳化硅表面改性技术, 并对碳化硅光学镜面加工的研究现状进行了综述.     

高硅铁尾矿合成SiC粉体技术研究

以高硅铁尾矿为主要原料,利用碳热还原法合成了SiC粉体。分析了合成过程的反应机理,探讨了配碳量和合成温度对合成过程的影响。结果表明,最终产物中β-SiC为主晶相,FexSiy为次晶相;影响合成SiC粉体最主要的因素是配碳量,其次是反应温度;在保证配碳过量的情况下,保温时间和氩气流量对合成产物的影响不是很明显;产物晶粒存在多种几何形状,其中SiC晶粒多以片状、柱状、球状形式存在,并且晶粒表面比较光滑,晶粒的尺寸分布不均匀。合成SiC的最佳工艺参数为:n(C):n(SiO2)=5,合成温度1500℃,恒温时间8h,氩气流量0.6L/min。     

连续纤维增强SiC复合材料制备工艺与性能研究进展

综述了国内外碳纤维与碳化硅纤维增强碳化硅复合材料的制备工艺与性能的研究进展,并介绍了其氧化性能及防护措施.认为连续纤维增强SiC复合材料的制备工艺复杂,成本较高,生产周期长,但是如果采用连接技术制备成陶瓷/金属复合构件使用,既有利于降低成本,又能够扩大该先进陶瓷基复合材料的应用范围.目前,国内对连续纤维增强的SiC复合材料与金属(如高温合金等)的连接技术研究较少.