碳化硅纤维材料的发展趋势及前景应用
碳化硅的现状及未来五至十年发展前景
碳化硅的现状及未来五至十年发展前景引言:在当今高科技行业中,碳化硅材料因其在高温、高频、高压和高功率等条件下的出色性能而备受追捧。
本文将重点介绍碳化硅的现状,并探讨其未来五至十年的发展前景。
1. 碳化硅的特性与应用:碳化硅是一种由碳素和硅原子构成的化合物,具有优异的热导性、耐高温性和耐化学腐蚀性能。
其宽带隙特性使得碳化硅材料在高温条件下具有低电阻率和高电场饱和速度,适用于电力电子器件、光电子器件、半导体材料等领域。
例如,碳化硅功率器件可用于电动车、太阳能逆变器和电网稳定器等领域,提高能源利用效率和系统可靠性。
2. 碳化硅产业的现状:目前,碳化硅材料产业已进入快速发展期。
全球范围内,日本、美国、欧洲和中国等国家和地区成为碳化硅产业的主要参与者。
在制备技术方面,包括化学气相沉积、热解法、热压法和反应烧结法等多种方法得到了广泛应用。
此外,碳化硅材料的制备也在不断优化,尤其是单晶碳化硅的大面积生长技术的突破,使得碳化硅材料的市场应用得以扩大。
3. 碳化硅产业的发展前景:未来五至十年,碳化硅产业有望进一步迎来快速发展。
首先,碳化硅材料具有良好的可控性和可复制性,有利于大规模商业化生产。
其次,碳化硅材料在新一代通信技术、新能源技术和新材料技术等领域具有广阔的应用前景。
特别是在5G通信技术、新能源汽车和工业自动化等领域,碳化硅材料将发挥重要作用。
此外,碳化硅材料的研发和应用也得到了政府和企业的大力支持,为产业的快速发展提供了有力保障。
结论:碳化硅作为一种有着广阔应用前景的材料,在高科技领域中扮演着越来越重要的角色。
未来五至十年,碳化硅产业有望迎来快速发展,推动高温、高频、高压和高功率领域的创新发展。
随着制备技术的不断完善和应用领域的扩大,碳化硅将成为推动高科技产业进步的重要力量。
2024年碳化硅纤维市场分析现状
2024年碳化硅纤维市场分析现状碳化硅纤维是一种高性能纤维材料,具有优异的高温、高强度和耐腐蚀性能,因此在众多领域有着广泛的用途。
本文将对碳化硅纤维市场的现状进行分析,并展望未来的发展趋势。
市场概述碳化硅纤维作为一种新兴材料,在航空航天、汽车制造、船舶制造、电子元器件等多个行业有着广泛的应用。
它具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀等特点,因此在高温、高强度、耐腐蚀等要求较高的领域有着广泛的市场需求。
市场规模目前,碳化硅纤维市场规模正在不断扩大。
根据市场研究报告,全球碳化硅纤维市场的总产值预计将在未来几年内稳定增长。
这主要受到航空航天、汽车制造、船舶制造等领域对高性能材料需求的增加以及碳化硅纤维材料自身独特的特性所驱动。
市场地域分布碳化硅纤维市场地域分布较为广泛。
目前,北美地区是碳化硅纤维市场的主要消费地区,其次是欧洲和亚太地区。
这些地区的航空航天、汽车制造、船舶制造等行业发达,需求量较大,因此对碳化硅纤维的市场需求较旺盛。
未来,亚太地区碳化硅纤维市场的增长潜力将会进一步释放。
市场竞争格局碳化硅纤维市场竞争格局较为激烈,目前市场上存在多家主要生产商和供应商。
这些公司通过不断提高产品质量、降低生产成本以及拓展销售渠道来提高市场份额。
同时,进入门槛较高也是市场竞争格局稳定的原因之一。
市场发展趋势随着碳化硅纤维市场需求的不断增长,碳化硅纤维技术的进步将成为市场发展的一个重要驱动力。
未来,碳化硅纤维可能会进一步提高其高温、高强度、耐腐蚀等性能,并逐渐应用于更多领域。
此外,环保、可持续性也是市场发展的重要方向,研发更加环保的碳化硅纤维生产技术也是市场发展的重要方向之一。
结论综上所述,碳化硅纤维市场具有广阔的发展前景。
市场规模正在不断扩大,地域分布较为广泛。
随着碳化硅纤维技术的进步和市场需求的增长,市场竞争将更加激烈。
未来,随着环保意识的增强,碳化硅纤维的可持续发展将成为市场发展的重要方向。
国内外碳化硅陶瓷材料研究与应用进展
国内外碳化硅陶瓷材料研究与应用进展一、本文概述碳化硅陶瓷材料,作为一种高性能的无机非金属材料,因其出色的物理和化学性能,如高强度、高硬度、高热稳定性、良好的化学稳定性以及低热膨胀系数等,在航空航天、汽车、能源、电子等多个领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面综述国内外碳化硅陶瓷材料的研究现状、发展趋势和应用领域,以期为相关领域的科研人员和技术人员提供有价值的参考。
本文首先回顾了碳化硅陶瓷材料的发展历程,并分析了其独特的物理和化学性质,以及这些性质如何使其在众多领域中脱颖而出。
随后,文章重点介绍了国内外在碳化硅陶瓷材料制备工艺、性能优化、结构设计等方面的研究进展,包括新型制备技术的开发、复合材料的制备与应用、纳米碳化硅陶瓷的研究等。
文章还讨论了碳化硅陶瓷材料在航空航天、汽车、能源、电子等领域的应用现状及未来发展趋势。
通过本文的综述,我们期望能够为碳化硅陶瓷材料的研究与应用提供更为清晰和全面的视角,推动该领域的技术进步和创新发展。
我们也期待通过分享国内外的研究经验和成果,为国内外科研人员和技术人员搭建一个交流与合作的平台,共同推动碳化硅陶瓷材料的发展和应用。
二、碳化硅陶瓷材料的制备技术碳化硅陶瓷材料的制备技术是决定其性能和应用领域的关键因素。
经过多年的研究和发展,目前碳化硅陶瓷的主要制备技术包括反应烧结法、无压烧结法、热压烧结法、气相沉积法等。
反应烧结法:反应烧结法是一种通过碳和硅粉在高温下反应生成碳化硅的方法。
这种方法工艺简单,成本较低,但制备的碳化硅陶瓷材料致密度和性能相对较低,主要用于制备大尺寸、低成本的碳化硅制品。
无压烧结法:无压烧结法是在常压下,通过高温使碳化硅粉末颗粒之间发生固相反应,实现烧结致密化。
这种方法制备的碳化硅陶瓷材料具有较高的致密度和优良的力学性能,但烧结温度较高,时间较长。
热压烧结法:热压烧结法是在加压和高温条件下,使碳化硅粉末颗粒之间发生固相反应,实现快速烧结致密化。
这种方法制备的碳化硅陶瓷材料具有极高的致密度和优异的力学性能,但设备成本高,生产效率较低。
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。
碳化硅材料的发展前景
碳化硅材料的发展前景碳化硅材料作为一种重要的结构陶瓷材料,在近年来得到了广泛的关注和应用。
由于其优异的高温稳定性、化学稳定性、硬度和耐磨性,碳化硅材料在多个领域展现出了巨大的潜力,有着广阔的发展前景。
一、碳化硅材料在电子领域的应用:在电子领域,碳化硅材料因其优异的导热性和绝缘性能,被广泛应用于半导体材料、功率电子器件、高压电力设备等方面。
随着电子产品的迅速发展,碳化硅材料在电子行业的需求量也在逐渐增加,因此碳化硅材料在电子领域有着较为广阔的市场前景。
二、碳化硅材料在航空航天领域的应用:在航空航天领域,碳化硅材料因其轻质、高强度、高温稳定性等特点,被广泛应用于航空发动机、航天器结构件等领域。
碳化硅材料的应用可以有效降低航空航天器材料的质量,提高设备的性能和使用寿命,因此碳化硅材料在航空航天领域有很大的发展空间。
三、碳化硅材料在化工领域的应用:在化工领域,碳化硅材料由于其良好的耐腐蚀性能和高温稳定性,被广泛应用于各种化工设备的制造。
碳化硅材料可以有效降低化工设备的维护成本和提高设备的使用寿命,因此在化工领域有着广阔的市场需求。
四、碳化硅材料在机械制造领域的应用:在机械制造领域,碳化硅材料因其硬度高、耐磨性好等特点,被广泛用于制造高速切削工具、轴承、密封件等零部件。
碳化硅材料可以有效提高机械零部件的耐磨性和使用寿命,因此在机械制造领域有着较大的市场需求。
综上所述,碳化硅材料由于其优异的性能特点,在电子、航空航天、化工、机械等领域都有着广泛的应用前景和市场需求。
随着科技的不断进步和工业的不断发展,碳化硅材料将会在更多领域展现出其巨大的潜力,成为未来材料领域的重要发展方向。
2023年碳化硅行业市场前景分析
2023年碳化硅行业市场前景分析碳化硅行业市场前景分析碳化硅是一种重要的化工原料,被广泛用于制造高强度材料、陶瓷、电子元件等领域。
随着全球经济的快速发展和技术的不断进步,碳化硅在许多领域的应用越来越广泛,碳化硅行业的市场前景也越来越受到关注。
一、碳化硅市场现状碳化硅是一种非常重要的高温材料,具有耐高温、耐腐蚀等优异性能,特别适用于高温、高压环境下使用。
目前,碳化硅作为陶瓷材料、纤维光缆、半导体材料、太阳能电池等领域的重要原材料,市场需求量正在快速增长。
据统计,2019年全球碳化硅市场规模已经达到了20亿美元,预计到2025年将达到30亿美元以上,年复合增长率达到7.2%以上。
目前,碳化硅市场的主要消费国家有美国、日本、德国、韩国、中国等,其中中国市场在全球市场中占有重要地位,市场需求量持续增长。
二、碳化硅市场的发展趋势1. 市场需求前景广阔随着全球高科技行业的发展和产业升级,碳化硅市场的需求将持续增长。
特别是在电子、太阳能、汽车制造等领域,对碳化硅的需求将会进一步增加。
此外,随着新能源、新材料产业的快速发展,碳化硅市场未来的前景十分广阔。
2. 行业格局将进一步优化目前,碳化硅行业市场竞争较为激烈,市场上产品质量和价格变化较大。
未来,碳化硅市场可能会出现一些大型的生产企业占据主导地位,小型企业和中小企业将会逐渐退出市场。
3. 技术创新将推动市场发展在全球技术迅速提升的背景下,碳化硅制造技术也在不断创新。
未来,随着碳化硅制造技术的不断改进,碳化硅的品质和性能会得到进一步提高,使得碳化硅的市场需求不断增加。
4. 碳化硅应用领域将持续扩展随着碳化硅的应用范围不断扩展,碳化硅市场的需求也将进一步增加。
未来,碳化硅可能会被应用于人工智能、智能家居、5G通信等领域,有望成为这些领域中的重要材料之一。
三、碳化硅市场的投资前景随着碳化硅市场的快速发展,碳化硅行业投资的前景越来越受到认可。
未来,碳化硅市场将逐渐成熟,投资将更加稳健。
全球及中国碳化硅(SiC)行业现状及发展趋势分析
全球及中国碳化硅(SiC)行业现状及发展趋势分析一、碳化硅产业概述碳化硅是一种无机物,化学式为SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。
碳化硅是一种半导体,在自然界中以极其罕见的矿物莫桑石的形式存在。
自1893年以来已经被大规模生产为粉末和晶体,用作磨料等。
在C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅是应用最广泛、最经济的一种,可以称为金钢砂或耐火砂。
中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体。
碳化硅常用品种二、碳化硅行业发展相关政策近年来,随着半导体行业的迅速发展,碳化硅行业也受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。
国家陆续出台了多项政策,鼓励碳化硅行业发展与创新,如科技部在2020年发布的《“战略性先进电子材料”重点专项2020年度项目》中指出支持功率碳化硅芯片和器件在移动储能装置中的应用(应用示范类),为碳化硅行业提供了良好的发展环境。
碳化硅行业发展相关政策相关报告:产业研究院发布的《2024-2030年中国碳化硅(SiC)行业发展运行现状及投资战略规划报告》三、碳化硅行业产业链1、碳化硅行业产业链结构图碳化硅行业产业链主要包括原材料、衬底材料、外延材料以及器件和模块等环节。
在上游,原材料主要包括各类硅烷、氮化硼等,这些原材料经过加工后制成碳化硅衬底材料。
碳化硅衬底材料进一步加工后,可以制成外延材料。
碳化硅器件和模块被广泛应用于各个领域,包括5G通信、新能源汽车、光伏、半导体、轨道交通、钢铁行业、建材行业等。
碳化硅行业产业链结构图2、碳化硅行业上游产业分析碳化硅产业链价值量倒挂,关键部分主要集中在上游端,其中衬底生产成本占总成本的47%,外延环节成本占23%,合计上游成本占到碳化硅生产链总成本的约70%。
其中衬底制造技术壁垒最高、价值量最大,既决定了上游原材料制备的方式及相关参数,同时也决定着下游器件的性能,是未来碳化硅大规模产业化推进的核心。
2023年碳化硅微粉行业市场前景分析
2023年碳化硅微粉行业市场前景分析近年来,随着人们对高温、耐磨、耐腐蚀等特殊性能材料需求的增加,碳化硅微粉行业逐渐发展起来,市场需求潜力巨大。
本文将从市场概况、行业发展、市场竞争及前景预测等方面进行分析。
一、市场概况碳化硅是一种重要的非金属材料,具有极高的硬度、强度和稳定性。
碳化硅微粉的应用范围广泛,包括电子、航空、军工、铝业等多个领域。
2018年,全球碳化硅微粉市场规模达到12.3亿美元,预计至2025年,市场规模将达到16.1亿美元,年均复合增长率约为3.8%。
二、行业发展碳化硅微粉行业的发展得益于下游各个行业对碳化硅微粉需求的不断增加。
以电子行业为例,电子产品对高温、耐腐蚀等性能要求不断提高,碳化硅微粉正是满足这些要求的重要材料之一。
此外,随着我国制造业转型升级,汽车工业、航空航天工业、石化工业等行业也对碳化硅微粉提出了更高的要求,并成为市场的主要参与者。
三、市场竞争当前,全球碳化硅微粉市场主要集中在欧洲和美国等发达国家,而我国的碳化硅微粉行业还处于起步阶段。
目前,该行业主要有几家企业在市场中占据了一定的份额,其中包括江苏威尔盛、南京晨阳等企业。
这些企业不仅在国内市场占有一定的份额,在国际市场也获得了一定的影响力。
另外,由于碳化硅微粉生产技术的门槛较高,且对原材料、设备等投入成本较高,因此新进入市场的企业具有一定的难度。
四、前景预测未来几年,随着全球各个行业对碳化硅微粉需求的进一步增加,碳化硅微粉市场将保持较快的增长速度。
国内市场同样具有广阔的发展前景。
虽然行业中已经有一些成熟的企业,但整个市场还在不断扩大,对于新进入市场的企业来说,仍然有很大的发展空间。
在未来的发展中,碳化硅微粉企业需继续投入更多的技术、资金,提高企业技术水平,扩大企业规模和产能,提高产品质量。
只有在保持技术优势和领先地位的情况下,企业才能在市场竞争中获得更多的份额,从而更好地发展壮大。
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。
2024年碳化硅市场调查报告
2024年碳化硅市场调查报告简介本文档为2024年碳化硅市场调查报告,旨在对碳化硅市场进行全面的调查和分析。
本报告从市场概况、市场规模、市场竞争、市场趋势等方面进行讨论,以帮助读者了解碳化硅市场的发展和未来趋势。
1. 市场概况碳化硅是一种重要的高性能陶瓷材料,具有高硬度、高导热性、高耐磨性和高耐腐蚀性等优良特性。
它被广泛应用于电力、电子、化工、冶金等行业,用于制造陶瓷耐磨件、耐火材料、导热材料、电子元件等产品。
2. 市场规模根据市场调查数据显示,碳化硅市场规模呈现稳步增长态势。
在2020年,全球碳化硅市场规模达到X亿美元,预计未来几年将保持每年X%的增长率。
碳化硅市场的增长主要受到新兴产业的需求推动,如新能源车辆、光伏产业等。
3. 市场竞争碳化硅市场竞争激烈,主要的供应商包括A公司、B公司和C公司等。
这些公司在碳化硅材料的研发、生产和销售方面拥有先进的技术和完善的供应链体系。
除了传统的碳化硅材料供应商,还有一些新兴企业进入市场,增加了市场的竞争程度。
细分市场方面,碳化硅陶瓷耐磨件市场规模较大,其中电力行业和化工行业是主要的需求方。
在电子领域,碳化硅导热材料也有较大的市场份额。
此外,碳化硅在新兴产业中的应用也在不断扩展,如光伏电池、电动汽车等。
4. 市场趋势碳化硅市场具有以下几个趋势:•技术升级:随着科技的进步,碳化硅材料的性能不断提升,新型的碳化硅材料正在不断涌现,为市场带来更多的机会和挑战。
•环保导向:碳化硅材料具有较好的环保性能,符合现代社会对环保产品的需求。
因此,碳化硅市场在环保导向下有更大的发展空间。
•新兴产业需求增加:随着新能源车辆、光伏产业等新兴产业的快速发展,对碳化硅材料的需求也在迅速增加,这为碳化硅市场提供了新的增长机会。
结论综上所述,碳化硅市场在全球范围内呈现出稳步增长的趋势。
市场竞争激烈,供应商之间通过技术升级和市场拓展等手段来争夺市场份额。
未来,碳化硅市场将受新兴产业需求增加的推动,以及环保导向和技术创新的影响,继续保持稳定增长。
碳化硅技术
碳化硅技术的挑战与未来展望碳化硅(SiC) 是一种由硅和碳组成的半导体材料,用于制造用于高压应用的功率器件,例如电动汽车(EV)、电源、电机控制电路和逆变器。
与传统的硅基功率器件(例如 IGBT 和 MOSFET)相比,碳化硅具有多项优势,这些器件凭借其成本效益和制造工艺的简单性长期以来一直主导着市场。
在电力电子应用中,固态器件需要能够在高开关频率下运行,同时提供低导通电阻、低开关损耗和出色的热管理。
在电子领域,设计人员面临着几个艰巨的挑战,目的是最大限度地提高效率、减小尺寸、提高设备的可靠性和耐用性以及降低成本。
与传统的硅基技术相比,宽带隙(WBG) 材料(如SiC)的使用可实现更高的开关速度和更高的击穿电压,从而实现更小、更快、更可靠和更高效的功率器件。
在图1 中,比较了硅和SiC 的一些主要电气特性。
图1:SiC 和Si 的一些相关特性的比较(来源:IEEE)关于制造工艺,迄今为止最困难的挑战之一是从100 毫米(4 英寸)晶圆过渡到150 毫米(6 英寸)晶圆。
虽然晶圆尺寸的增加提供了显着降低组件单位成本的优势,但另一方面,它对消除缺陷和提高所交付半导体的可靠性提出了严峻的挑战。
市场带来的挑战主要涉及对适合满足车辆电气化和电池充电系统不断增长的需求的电源解决方案的需求。
汽车行业无疑是SiC 生产商的主要努力集中的行业之一。
制造下一代电动汽车需要一种能够满足高效率和可靠性、消除缺陷和降低成本等严格要求的技术。
制造挑战尽管SiC 的特性已经为人所知一段时间,但第一个SiC 功率器件的生产相对较新,从2000 年代初通过部署100 毫米晶圆开始。
几年前,大多数制造商完成了向150 毫米晶圆的过渡,而200 毫米(8 英寸)晶圆的大规模生产将在未来几年内投入运营。
SiC 晶圆从4 英寸到6 英寸的过渡并非没有问题,这与保持相同质量和相同产量的难度有关。
碳化硅生产的主要挑战涉及材料的特性。
由于其硬度(几乎类似于金刚石),碳化硅需要更高的温度、更多的能量和更多的时间来进行晶体生长和加工。
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、英国石油公司和我国中科院金属所在开展此项工作。
2.2先驱体转换法先驱体转换法(PIP)是以有机聚合物为先驱体,利用其可溶、可熔等特性成型后,经过高温热分解处理,使之从有机化合物转变为无机陶瓷材料的方法。
第八章 硅系纤维
MarkⅡ: 在聚二甲基硅烷中加入1~5%mol的二苯基二氧硅 在聚二甲基硅烷中加入1~5%mol的二苯基二氧硅 1~5 仍用高压釜聚合成PCS 由于在PCS中引入了苯环, PCS。 PCS中引入了苯环 烷,仍用高压釜聚合成PCS。由于在PCS中引入了苯环, PCS先驱丝的强度提高近 先驱丝的强度提高近3 使PCS先驱丝的强度提高近3倍。
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第一节 碳化硅纤维
三、碳化硅纤维的性能
2、化学气相沉积法SiC纤维的性能 化学气相沉积法SiC纤维的性能 SiC 钨芯碳化硅纤维特点: 钨芯碳化硅纤维特点: 热稳定性>350℃ 适宜于高温使用; >350℃, ①热稳定性>350℃,适宜于高温使用; 沉积期间(927℃左右) (927℃左右 SiC与 ②沉积期间(927℃左右), SiC与W之间发生化学 反应生成W Si化合物 化合物, 反应生成W-C和W-Si化合物,增加了纤维本身的界面 复杂性; 复杂性; 钨芯的密度大,导致纤维密度大。 ④钨芯的密度大,导致纤维密度大。
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第一节 碳化硅纤维
二、碳化硅纤维的制备
2、化学气相沉积法SiC纤维的制备 化学气相沉积法SiC纤维的制备 SiC 化学气相沉积(CVD)法制得的SiC SiC纤维是一种复 化学气相沉积(CVD)法制得的SiC纤维是一种复 合纤维。1961年 Gareis等人首先申请了用超细钨丝 合纤维。1961年,Gareis等人首先申请了用超细钨丝 作为沉积载体制备钨芯SiC纤维的专利。 SiC纤维的专利 作为沉积载体制备钨芯SiC纤维的专利。 后来,又有以碳丝为芯体, 后来,又有以碳丝为芯体,以有机硅化合物为原 去在氢气流下于灼热的芯丝表面上的反应, 料,去在氢气流下于灼热的芯丝表面上的反应,裂解 SiC并沉积在芯丝的表面上 并沉积在芯丝的表面上。 为SiC并沉积在芯丝的表面上。
碳化硅纤维在航空航天领域的应用研究
碳化硅纤维可以 减轻航空航天器 的重量,提高飞 行效率和燃油经 济性。
碳化硅纤维具有 耐高温、耐腐蚀 等特性,适合用 于航空航天器的 高温部件和恶劣 环境部件。
碳化硅纤维可以 增强航空航天器 的结构强度和稳 定性,提高飞行 安全性和可靠性。
碳化硅纤维的优点:高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀
碳化硅纤维的缺点:价格昂贵、生产工艺复杂
碳化硅纤维具有优良的电绝缘性能 碳化硅纤维的电绝缘性能优于其他纤维材料 碳化硅纤维在高温、高压、高湿等恶劣环境下仍能保持良好的电绝缘性能 碳化硅纤维的电绝缘性能使其在航空航天领域具有广泛的应用前景
碳化硅纤维的特性:高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀 碳化硅纤维在航空航天领域的应用:用于制造航天器、航空器、导弹等结构部件 碳化硅纤维的优点:减轻结构重量、提高结构强度、延长使用寿命 碳化硅纤维的发展趋势:研究新型碳化硅纤维材料,提高性能和降低成本
技术挑战: 碳化硅纤 维的耐高 温性能
解决方案: 改进纤维 结构,提 高耐高温 性能
技术挑战: 碳化硅纤 维的力学 性能
解决方案: 改进纤维 结构,提 高力学性 能
碳化硅纤维在飞机结构材料 中的应用:用于制造飞机发 动机叶片、飞机蒙皮、飞机 刹车片等
碳化硅纤维的特性:高强度、 高模量、耐高温、耐腐蚀
高温结构件等
碳化硅纤维在航天器热防 护系统中的性能优势:比 强度高、耐腐蚀、耐高温、
抗烧蚀
碳化硅纤维在航天器热防 护系统中的发展趋势:随 着航天技术的发展,碳化 硅纤维在航天器热防护系 统中的应用将更加广泛。
碳化硅纤维的特性: 耐高温、耐腐蚀、 耐磨损
卫星电子设备封装 材料的要求:轻量 化、高可靠性、长 寿命
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碳化硅纤维的制造、性能及应用
碳化硅纤维的制造、性能及应用第二十六卷第四期2001年8月高甜拉讦谁白庄胃)Hi-TechFiber&ApplicationV o1.26.No.4Aug.,2001碳化硅纤维的制造,性能及应用碳化硅纤维是重要的高科技纤维之一,其英文名为SiliconCarbidefibers.日文名为炭化,素纤维.化学式为si—c或sj—c—o.该纤维是由日本东北大学金属材料研究所矢岛圣使教授于1975年发明的,然后,日本碳公司承接新技术发展事业团的委托于1989年实现工业化,并以商品名"尼卡纶(:口,,英文为Nicalon)"开始销售.因碳化硅纤维具有高强度,高模量,耐高温,抗腐蚀,易加工织布,编甥等特性,所以已在尖端科技领域,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.1碳化硅纤维的主要生产方法及品级一种方法是采用有机硅聚合物先驱体制造碳化硅纤维方法:另一种方法是CVD法制造碳化硅纤维.先驱体法即首先将有机硅化合物原料制成聚碳硅烷,然后经熔融拉丝,不熔化处理而烧结成为碳化硅纤维.CVD法即采用微细的钨丝或碳纤维细丝等为芯线作为载体,使有机硅烷等化合物在氮气流中,在灼热的芯线表面进行反应,裂解,并沉积于芯线表面上而制成碳化硅纤维,因含有不同材质的芯线,所以是一种复合纤维.关于碳化硅纤维的品级与性能,现仅对日本碳公司的产品予以简介.日本碳公司生产的碳化硅纤维主要有3个品级,即二力口,,,二才口(高级碳化硅纤维),,,二才口S型其中,;口>级碳化硅纤维在制造过程中采用空气熟氧化.产生si—o—si交联.使其不熔化,引入了氧原子同sj原子牢固结合, 烧结后氧残留在纤维中,当受到1300"C左右的高温,氧同游离的碳发生反应.变成一氧化碳而脱离,使纤维结构产生缺陷.导致纤维在高温状态下性能劣化.因此该品级碳化硅纤维使用温度为1200℃以下为宜.为了提高碳化硅纤维耐热问题,日本碳公司又同日本原子能研究所及大阪府立大学共同合作开发出,,:口级碳化硅纤维.其特点是.在纤维制造过程中不进行热空气氧化,而是在惰性气体(如氮)环境下使用电子束照射,可进行批量生产.据介绍.这个品级碳化硅纤维中氧含量可降至1%以下,耐热温度可超过1500℃,纤维中CtSi原子比为1.39.,,:口>S型是日本碳公司开发的性能更好的碳化硅纤维.在该纤维制造过程中.采用氢气处理经电子束照射的碳化硅不熔化纤维,这样使纤维中过剩的碳与氢反应而除去.纤维中C/Si原子比接近于1.0.带来的效果是碳化硅纤维的密度与弹性模量都增加了.据介绍,,=口,S型碳化硅纤维中CtSi原子比为1.05,现已进行商业性生产.并在国内外销售.该品级纤维适用于超高温陶瓷复合材料的增强纤维品质需要.以上3种品级碳化硅纤维价格都很昂贵,价格都在l3万日元/kg以上.随着碳化硅纤维在各个领域扩展使用,价格将会降下来2日本碳公司所产碳化硅纤维的一般性能日本碳公司所产碳化硅纤维有如下特点, (1)质量轻,强度好,模量高;(2)因其耐热性与耐氧化性优异,所以即使在高温大气中仍能保持高强度,高模量i(3)纤维细而柔软叉富有弹性,可适用于加工布类,编织物,毡,垫等各种形态连续纤维制品;(4)化学稳定性极好;(5)对树脂,金属,陶瓷等适应性很强.是纤维增强树脂(FRP),纤维增强金属(FRM),纤维增强陶瓷(FRC)等复合材料的优异增强材料.日本碳公司所产3个品级碳化硅连续纤维一般性能如表1所示.从表1来看.3个品级的碳化硅纤维单丝直径都为l412m的连续纤维,每根纱线的单丝根数都为500根."4:身口品级碳化硅纤维的氧含量为O.5mass%及以下.拉伸强度与:ja品级碳化硅纤维大致相同,弹性模量较高.,,:力口,S型碳化硅纤维虽然拉伸强度低于前3个品级,但弹性模量很高,纤维中氧含量仅为0.2mass%.这样使其耐高温蠕变性和耐氧化性也相应提高.S型品级能满足超高温陶瓷基复台材料用增强纤维品质的要求. 3碳化硅纤维的用途碳化硅纤维由于自身的优异性能可用作高温耐热材料,树脂,金属,陶瓷基复合材料的增强剂等.3.1用作高温耐热材料碳化硅纤维可用作耐高温传送带,金属熔体过滤材料,高温烟尘过滤器,汽车尾气收尘过滤器等.例如.日本东京都采用碳化硅纤维毡过滤器用于柴油汽车排放烟尘收集装置( DPF).据说.随着环保事业的强化.防止公害条例的制定,需求碳化硅纤维量将要增加.3.2用作树脂基复合材料碳化硅纤维可与环氧等树脂复合,制作优异的复合材料.例如,喷气式发动机涡轮叶片.直升机螺旋桨,飞机与汽车构件等.3.3用作金属基复合材料碳化硅纤维可与金属铝等复合,具有轻质,耐热,高强度,耐疲劳等优点.可用作飞机,汽车,机械等部件及体育运动器材等.3.4用作陶瓷基复合材料采用碳化硅纤维增强陶瓷(CMC),因为它比超耐热合金的质量轻,具有高温耐热性,并显着地改善了陶瓷固有的脆性.所以CMC 可用作宇宙火箭,航空喷气式发动机等耐热部件以及高温耐腐蚀化学反应釜材料等.根据美国NASA的评价,J,:女口碳化硅复合材料在1200℃下.可用作超高温耐热结构材料.第二代超高速运输飞机发动机部第五期科普之窗一37.件及核聚变炉防护层材料等.4碳化硅纤维其他品种发展动向除上述介绍的碳化硅纤维之外,世界有关科技人员还将某些金属引入纤维结构之中.开发出像si—Ti—c—O,si—zn—c—O,si~M—c—O,si—AI—c—o等含金属的碳化硅纤维.据说,采用铝置抉_ri的sj—Al—c—o纤维经进行高温处理的sA纤维有很高的高温强度,非常引人注目,即使在高达2000℃下,其强度降低很少.展望21世纪,将是高科技纤维材料大显神通的时代,相信在世界科技工作人员的努力下,碳化硅纤维的性能,品质将会改善与提高,产量,用量将会增加,成本也将会下降人们期待碳化硅纤维材料今后不仅在尖端科技领域,而且在民品领域也将逐步扩展使用.近年来,我国有关科技人员也为发展碳化硅纤维事业积极奋斗,如中国科学院金属研究所,国防科技大学等单位,在研制,开发碳化硅纤维方面,作出可喜的成绩(南京玻纤院毕鸿章)欢迎订阅《高斜丝讦谁与应用》杂志《毫辩挂讦谁与商月)》创刊于1976年,是我国高科技纤维及其新材料领域唯一综合性大型科技期刊.本刊绸委会由国家科技部等有关部委,高校和科研院所的有关领导,专家,学者组成,使本刊集权威性,政策性,学术性,创新性和指导性为一体.《高科挂讦谁与序用》设有【专家论坛l,【专题综述】,【考察报告l,【技术讲座】,【新产品新材料l,【新技术新工艺】,【信息动态l等主要专栏,以最快速度报道国内外高科技纤维研究,发展的前沿动态和趋势;全方位论遗和揭示高科技纤维及其新材料在各个领域研究,应用,开发的现状和前景;交流和促进高科技纤维及其新材料,新技术在技术创新和工业化生产方面的惰报雷息.本刊可供各相关领域的官产,学,研等方面的领导,企业家,科技人员,院校师生和广大技术工人参阅,收藏;敬请海内外专家,学者和工程技术人员为本刊撰稿.《高科挂讦谁与应用》经国家科技部拙准,国内外公开发行,国际标准刊号ISSN1007?9815.国内统一刊号CN11—3926EFQ,广告许可证京朝工商广字第0193 号,六16开本,全年订价60元(含邮资).欢迎读者通过邮局直接汇款至本刊编辑部订阅,诚邈国内外客商在本刊刊载广告.编辑部地址:浙江富阳巨利路25号邮编:311400电话:(0571)6337323663382369传瞧:63372466电子信箱:**********.zj.CI3。
碳化硅行业分析报告
碳化硅行业分析报告碳化硅是一种高温耐火材料,在工业领域有广泛应用。
本文将从定义、分类特点、产业链、发展历程、行业政策文件、经济环境、社会环境、技术环境、发展驱动因素、行业现状、行业痛点、行业发展建议、行业发展趋势前景、竞争格局、代表企业、产业链描述、SWOT分析、行业集中度等方面进行分析。
一、定义碳化硅是一种由炭素和硅在高温下反应而成的陶瓷材料。
它具有极高的抗腐蚀性、高温稳定性和机械强度,被广泛应用于冶金、电力、机械等行业。
二、分类特点从晶体形态上分,碳化硅可以分为α-SiC和β-SiC两种;从用途上分,碳化硅可分为粉末、微粉、颗粒和块状。
三、产业链碳化硅产业链包括原材料生产商、碳化硅细粉生产商、碳化硅制品生产商和终端客户。
原材料生产商主要为矽石和石墨加工企业,碳化硅细粉生产商主要为碳化硅细粉厂商,碳化硅制品生产商主要为碳化硅制品厂商,终端客户则包括钢铁、能源、化工、电子等各行各业。
四、发展历程我国的碳化硅产业大致经历了三个发展阶段。
第一阶段为20世纪70年代至80年代,以导电陶瓷为主。
第二阶段为20世纪90年代至2000年代初,以炼钢细铁工业为主。
第三阶段则是2000年代至今,以硅炭化为主要原料,制造更高性能的碳化硅制品。
五、行业政策文件2012年,国家发改委颁布《硅炭化产业规划》,明确了碳化硅产业发展任务、目标和政策措施。
2015年,工业和信息化部印发《工业电炉行业发展纲要》提出,推动碳化硅等新型、高性能耐火材料的发展。
六、经济环境近年来,我国钢铁、机械、船舶等热工、腐蚀领域对陶瓷材料的需求量不断增加,驱动了碳化硅产业的发展。
七、社会环境碳化硅材料具有较高的耐腐蚀性和耐高温性,被广泛应用于石油、化工、冶金、电力等重点领域,可以减少企业环保投入和能源消耗,具有很大的社会效益。
八、技术环境碳化硅生产中需要高压、高温、高腐蚀等特殊条件,其中,对生产条件的要求最高的是陶瓷粉末的制备过程。
现在国内的碳化硅技术水平已经较为成熟,但与国外先进水平还有差距。
2023年碳化硅行业市场环境分析
2023年碳化硅行业市场环境分析
碳化硅是一种特种陶瓷材料,具有极高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性,被广泛应用于高温、高压、高耐磨等领域。
2023年碳化硅行业市场环境分析如下:
一、政策环境
1.国家对于节能减排、绿色环保等方面的政策不断加强,刺激碳化硅行业加快技术创新,提升产业发展水平。
2.政府出台的“中国制造2025”战略,推动实施“中国制造”向“中国
智造”转变,有利于碳化硅行业在装备制造、电力、光伏等领域的发展。
二、市场需求分析
1.碳化硅在各类机械设备、材料、工具、产品中的占比不断提高,市场需求稳中有升。
2.随着科技不断发展,各个领域对于耐磨高温等特殊材质的需求不断上升,更多的应用逐渐涌现。
三、产业竞争现状
1.碳化硅行业市场竞争激烈,产品质量成为企业竞争的关键。
2.行业内龙头企业技术储备、市场占有率颇高,新进企业进入门槛较高。
四、整体行业形势
1.行业内龙头企业不符合环保要求的不合格企业将被淘汰出市场,环保严格程度进一步提升。
2.市场需求扩大,碳化硅行业将会有更加广阔的发展前景,合格企业将迎来新的发展机遇。
总体而言,内外环境的变化都将对碳化硅行业的整体发展带来影响,需要不断加强自身的技术自主创新和产品质量提升,才能更好地适应市场需求和环保政策的变化。
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。
碳化硅纤维的用途
碳化硅纤维的用途
碳化硅纤维是一种高性能材料,具有多种用途。
首先,碳化硅纤维在航空航天领域中广泛应用。
由于其高强度、高温稳定性和轻量化特性,碳化硅纤维被用于制造航空发动机和宇航器部件,如涡轮叶片、热障涂层和蒸汽涡轮机叶盘等。
其次,碳化硅纤维还可以用于制造高温熔体过滤器。
在金属和陶瓷的生产过程中,高温熔体过滤器可以去除杂质和异物,提高产品质量。
碳化硅纤维的高温稳定性和化学惰性使得它成为一种理想的过滤材料。
此外,碳化硅纤维还可以用于制造高温热电偶。
在高温环境下,热电偶可以将温度变化转化为电信号,用于温度测量和控制。
碳化硅纤维的高温稳定性和导电性能使得它成为一种优秀的热电偶材料。
最后,碳化硅纤维还可以用于制造高温耐磨材料。
在高温、高压和高速运动的环境下,材料容易受到磨损和腐蚀。
碳化硅纤维具有优异的耐磨性和耐蚀性,因此被广泛应用于制造高温耐磨部件,如轴承、机械密封件和热障涂层等。
综上所述,碳化硅纤维具有广泛的应用前景,特别是在高温、高压和高速运动的环境下,其性能优异,具有重要的应用价值。
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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。