連續(xù)碳化硅纖維就是前沿引領(lǐng)技術(shù)的典型代表。而第二代連續(xù)碳化硅纖維,優(yōu)勢(shì)在于耐高溫、抗氧化、高強(qiáng)度和低密度,可在1200℃以上高溫氧化性氣氛中使用,相比用于發(fā)動(dòng)機(jī)材料的高溫合金,其工作溫度提高200℃以上,結(jié)構(gòu)減重30%以上。由于該材料在航空、航天、核工業(yè)、和武器裝備上的應(yīng)用背景,日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家從技術(shù)、設(shè)備到產(chǎn)品對(duì)我國(guó)進(jìn)行嚴(yán)格封鎖,我國(guó)只能走自主創(chuàng)新之路,進(jìn)行國(guó)產(chǎn)第二代連續(xù)碳化硅纖維的工業(yè)化開(kāi)發(fā)。
根據(jù)國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2025年,國(guó)內(nèi)干線(xiàn)客機(jī)對(duì)大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的市場(chǎng)累計(jì)需求總量超6000臺(tái)。每臺(tái)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)需要200公斤的第二代連續(xù)碳化硅纖維,光這一種發(fā)動(dòng)機(jī),對(duì)該材料的累計(jì)需求量就達(dá)到1200噸。
碳化硅(SiC)陶瓷,具有抗氧化性強(qiáng),耐磨性能好,硬度高,熱穩(wěn)定性好,高溫強(qiáng)度大,熱膨脹系數(shù)小,熱導(dǎo)率大以及抗熱震和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良特性。因此,已經(jīng)在石油、化工、機(jī)械、航天、核能等領(lǐng)域大顯身手,日益受到人們的重視。例如,SiC陶瓷可用作各類(lèi)軸承、滾珠、噴嘴、密封件、切削工具、燃汽渦輪機(jī)葉片、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、反射屏和火箭燃燒室內(nèi)襯等等。
碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)需要加食鹽)等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成。碳化硅陶瓷的燒結(jié)方法有:無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)、反應(yīng)燒結(jié)。采用采用不同的燒結(jié)方法,SiC陶瓷具有各異的性能特點(diǎn)。如就燒結(jié)密度和抗彎強(qiáng)度來(lái)說(shuō),熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)SiC陶瓷相對(duì)較多,反應(yīng)燒結(jié)SiC相對(duì)較低。另一方面,SiC陶瓷的力學(xué)性能還隨燒結(jié)添加劑的不同而不同。無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿具有良好的抵抗力,但反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷對(duì)HF等超強(qiáng)酸的抗蝕性較差。就耐高溫性能比較來(lái)看,當(dāng)溫度低于900℃時(shí),幾乎所有SiC陶瓷強(qiáng)度均有所提高;當(dāng)溫度超過(guò)1400℃時(shí),反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷抗彎強(qiáng)度急劇下降。對(duì)于無(wú)壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的SiC陶瓷,其耐高溫性能主要受添加劑種類(lèi)的影響??傊?,SiC陶瓷的性能因燒結(jié)方法不同而不同。一般說(shuō)來(lái),無(wú)壓燒結(jié)SiC陶瓷的綜合性能優(yōu)于反應(yīng)燒結(jié)的SiC陶瓷,但次于熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的SiC陶瓷。
用途
碳化硅纖維是一種廣泛應(yīng)用于航空航天、核工業(yè)和軍事裝備等尖端領(lǐng)域的新材料
碳化硅晶片屬于寬帶隙半導(dǎo)體材料,是第三代半導(dǎo)體材料,是未來(lái)可以替代硅作芯片的材料,將會(huì)引起電子行業(yè)革命性的變革。目前的主要用途是LED固體照明和應(yīng)用于高頻大功率的無(wú)線(xiàn)通訊。手機(jī)和筆記本電腦的背景光市場(chǎng)將給碳化硅巨大的需求增長(zhǎng)。
碳化硅晶片具有高熱導(dǎo)率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點(diǎn),成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導(dǎo)體微電子器件和電路的理想材料,在通信、汽車(chē)、航空、航天、石油開(kāi)采以及國(guó)防等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著第三代高溫寬帶隙半導(dǎo)體材料的發(fā)展,未來(lái)碳化硅將革命性的取代硅的半導(dǎo)體芯片原料地位,從而提供給人類(lèi)抗高溫、體積小、壽命長(zhǎng)、抗輻射的芯片。
英國(guó)海默生高溫在線(xiàn)粘度計(jì)技術(shù)參數(shù):