碳化硅纤维的优点

碳化硅纤维是一种高性能陶瓷材料，具有耐高温氧化、硬度高、强度大、密度低等众多优点。此外，它还具有优异的耐腐蚀性和热稳定性。

COVID-19 对许多行业的需求和供应链产生了不利影响，导致航空航天和国防制造商的生产放缓。

耐高温

碳化硅纤维具有极强的耐高温性能，是金属和陶瓷基复合材料的理想选择，这要归功于其出色的断裂强度和抗氧化性，使其能够在超过 1000 华氏度（540 摄氏度）的高温下保持完好无损。它们的稳定性在于含氧量低，可确保长期的高温稳定性。

这种材料是镍基超级合金的轻质高性能替代品，具有类似的强度、耐热性和化学惰性，同时更轻、更耐用。此外，它的化学惰性还意味着它能抗腐蚀和化学损伤。

一种制造耐高温碳化硅纤维的创新生产工艺已经问世。以低分子硅烷（LPS）为原料，与含有致密化元素的有机化合物反应生成含 AL 和 Y 的聚碳硅烷（PACS 和 PYCS），然后使用熔融纺丝技术将其纺成连续纤维，再经烧结形成耐高温碳化硅纤维。

高强度

碳化硅纤维是一种能够承受极端温度的强韧材料。碳化硅的化学计量成分和多晶微结构使其具有很高的抗拉强度，而硬度和耐化学性则使其适用于金属淬火工艺以及金属淬火操作中的油淬应用。此外，碳化硅还能承受高压环境--使其成为油泵密封件以及在这种环境下工作的其他机械产品的理想选择。

航空航天和军工生产的增长、美国国家航空航天局（NASA）资金的增加以及其他因素预计将导致北美对碳化硅纤维需求的增长，碳化硅纤维用于跑车的陶瓷刹车盘以及防弹背心。

美国国家航空航天局格伦研究中心开发出一种微波工艺，用于生产强度更高的碳化硅丝束，帮助制造商降低功率要求、加工温度和加工时间，并修复受损或低质量的碳化硅丝束以提高性能。此外，这种创新工艺在提高可用碳化硅产量的同时，还能节省劳动力成本。

高温稳定性

众所周知，碳化硅纤维是一种极其坚韧耐用的材料，具有出色的导热性和抗热膨胀性、耐腐蚀性、高模量强度、低热膨胀率和强度特性，这些特性使其适用于金属淬火中的油淬工艺以及耐磨材料或陶瓷基复合材料。

碳化硅纤维市场增长 由于航空航天和国防工业对轻质部件的需求，连续碳化硅纤维市场正在迅速扩大。连续碳化硅纤维具有优异的抗氧化性和化学纯度，因此应用广泛；而编织碳化硅纤维甚至适用于核反应堆或冶金炉等高温应用领域。

我们使用扫描电子显微镜（SEM）检查了实验室制备的 SiC-9 和 SiC-14 纤维的表面形态。这些样品中的氧含量仅为 0.07 重量百分比，大大低于碳化硅的化学计量比。热稳定性极佳，即使在长时间的热处理过程中也不会出现任何可检测到的变化。

耐腐蚀性

碳化硅纤维是一种先进的陶瓷材料，具有优异的热性能、化学性能和机械性能。碳化硅纤维耐高温的能力使其适用于其他材料会迅速降解或失效的应用领域；而其抗蠕变性、抗氧化性、抗疲劳性和抗蠕变性使其适用于航空航天和军事装备应用领域。

碳化硅纤维的耐腐蚀性源于其低孔隙密度和高比表面积，这是通过渗透-热解过程实现的。前驱体分子中的聚碳硅烷进入孔隙，形成二次碳化硅，从而减小孔隙尺寸；通过这一步骤制造出的绿色样品再经过多次浸润-热解循环，在增加密度的同时降低孔隙率。

COVID-19 大流行给许多行业的供需链造成了严重破坏。许多工厂停工，航空公司和国防工业因旅行和货运限制而面临经营困难。