分析碳化硅纤维的成分与制备方法

分析碳化硅纤维的成分与制备方法

　　碳化硅纤维是以碳化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。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。

　　CVD 法是最先制造SiC纤维复合长单丝的方法。1972年美国AVCO公司利用硼纤维的制造技术，采用以 SiCl4/烷烃/氢气等混合气体，引入反应室内，鄂式破碎机厂家在加热1200℃以上将 SiC 沉积在移动的直径为12.6μm的钨丝上或33μm的碳丝上，制得直径在100μm以上的 SiC/W 或 SiC/C复合纤维。纤维的抗拉强度在2.07～3.35GPa，模量410GPa。由于钨丝和 SiC存在反应生成W2C和W5Si3，当纤维加热到1000℃以上时，反应层加厚，导致纤维的强度急剧降低。用C芯代替W芯不仅可以避免上述的化学反应，反击破碎机而且得到更轻（W的密度为19.8g/cm3，而碳为1.8g/cm3），热稳定性好，价格便宜的SiC复合纤维。

　　SiC 复合纤维的沉积速率、成份和结构主要取决于混合反应气体的成份、压力、气流速度和沉积温度。选汞设备高的沉积速率导致形成粗大的、脆弱的晶体结构，而低的沉积速率则生成非晶结构。美国TEXTRON公司生产的牌号为SCS系列纤维， 具有不同厚度和不同C/Si原子比的SCS系列纤维。中国科学院沈阳金属所石南林等用一种射频加热装置研究了在直径12μm的钨丝载体上沉积制得直径100μm、连续长度1000m、抗拉强度>3.2GPa、模量400GPa、表面富碳的SiC纤维。