【复材前沿】以聚碳硅烷为先驱体的陶瓷纤维及复合材料国产化进展

碳化硅纤维是一种以碳和硅为主要成分的高性能陶瓷材料，从形态上分为晶须和连续碳化硅纤维，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，在极端条件下，碳化硅纤维能够保持良好的性能。

碳化硅纤维特点

自20世纪80年代SiC纤维问世以来，SiC纤维已有三次明显的产品迭代，其耐热性与强度都得到了明显增强。目前，第三代碳化硅纤维的最高耐热温度达1800-1900℃，耐热性和耐氧化性均优于碳纤维。

材料强度方面，第三代碳化硅纤维拉伸强度达2.5～4GPa，拉伸模量达290～400GPa，在最高使用温度下强度保持率在80%以上。

碳化硅纤维编织材料可直接作为耐热材料：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。 

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。 

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。 

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。

SiC纤维研制历经三代，国内SiC纤维技术达到国际水平，已经突破第二代、第三代SiC关键技术，但在工业化能力方面仍存在巨大的发展潜力。

在欧美等航空发达国家，SiC/SiC已在航空发动机静止件上得到实际应用和批量生产；在转动件的应用上仍处于研制试验阶段。国内基础研究起步较慢，与国外工程化应用研究存在巨大差距，但也已取得成果。

此文由中国复合材料工业协会搜集整理编译，文章不用于商业目的，仅供行业人士交流，引用请注明出处。