的开发朝两个方面发展:一是高性能化,通过设计更合理的微观结构和更先进的处理工艺来提高纤维的力学性能,外观上则表现为纤维直径减小、纤维束丝数增加,日本东丽公司的TX19实验室的碳纤维抗拉强度已经达到3GPa;二是低成本化,由于碳纤维生产成本高,价格昂贵,在很多领域的应用受到限制,美FORTAFIL公司开发了Fortafil系列纤维,在保
1增强体碳纤维的发展
f16高科技纤维与应用第二十八卷表1几种性能较好的商品碳纤维品牌名T1000PyrofilMR50PyrofilHS40
GYS95AIM9K13D2u生产厂家日本东丽GRAFILGRAFIL日本石墨HEXEL抗拉强度(GPa)702054004410353063433700杨氏模量(GPa)294295450920290935日本三菱T300证性能高于的前提下,生产出成本低廉的碳纤维。表1所列的是目前几种性能较好的商品碳纤维。PIP工艺能制备任何复杂形状的构件,这在陶瓷成型工艺中是最难得的,但是制备周期长,成本高,为缩短周期和降低成本,可以采用将PIP工艺与其它工艺结合的方式。
52碳纤维增强陶瓷基复合材料的制备工艺2.2CVI化学气相渗透()CVI工艺是制备陶瓷材料最常用的工艺之一,它是通过小分子化合物气相反应生成无机分
f纤维增强陶瓷基复合材料的制备工艺分为:子在构件内部沉积而制备陶瓷材料的工艺。当无
①泥浆浸渗和混合工艺;②化学合成工艺(溶胶机分子大部分沉积在构件表面时,称为化学气相-凝胶及聚合物先驱体工艺等);③熔融浸渗工艺;④I
Situ原位()化学反应(CVD、CVI、反应烧结等)等几类。SiC没有熔点,低温稳定相为立方βSiC,高温稳定相为αSiC,在2100℃1atm2830时发生缓慢相转变,时±40℃分解,因此熔融浸渗工艺不适于SiC复合陶瓷的制备。碳纤维增强SiC复合陶瓷的制备工艺主要有:
沉积(CVD)工艺,CVD工艺一般用来制备陶瓷涂层。碳纤维增强SiCCVI陶瓷复合材料的工艺制备通常以三氯甲基硅烷(MTS)、四甲基硅烷6等为原料(TMS),H2Ar为载气,为稀释保护气体,在高温下抽真空沉积而成。以MTS为原料制备SiC1100陶瓷基体时,沉积温度一般在℃以下,控制沉积速度,可以得到致密度达到90的碳纤维增强SiC陶瓷710。CVI工艺不易损伤碳纤维,制备的材料性能较好,可以制备复杂形状的构件,但随着渗透的进行孔隙变小,渗透速度必须变慢,CVI工艺的制备周期长,成本高。
PIPSi工艺是通过将的有机高聚物溶液或熔融体浸渍碳纤维预制件,干燥固化后在惰性气氛
保护下高温裂解,得到SiCSiC基体。的聚合物先驱体有:聚碳硅烷(PCS)、聚甲基硅烷
13
r