發(fā)布時(shí)間：2021-10-23 01:32

　　碳化硅纖維因其優(yōu)異的耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、高模量、高拉伸強(qiáng)度、高導(dǎo)熱系數(shù)和低的熱膨脹系數(shù)等特性而被普遍應(yīng)用于航天發(fā)動(dòng)機(jī)、核能燃料包殼材料、汽車工業(yè)等高溫和苛刻的環(huán)境。而中空碳化硅纖維與碳化硅纖維相比,有著特殊的空腔結(jié)構(gòu),質(zhì)輕且比表面積更大,具有吸附、過(guò)濾、吸波等特性,在熱絕緣、腐蝕性流體過(guò)濾、高溫氣體分離、微型反應(yīng)器、催化劑載體、固體氧化物燃料電池和電磁屏蔽等應(yīng)用中具有很好的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景。但目前的中空纖維的制備方法仍然存在一些缺點(diǎn):（1）整個(gè)制備過(guò)程工藝復(fù)雜;（2）成本高,難以工業(yè)化生產(chǎn);（3）交聯(lián)固化過(guò)程溫度高,周期長(zhǎng);（4）納米級(jí)的中空纖維形狀不規(guī)整;（5）陶瓷漿料的配制需各種添加劑;（6）使用溶劑溶解才能制得中空纖維等。本文采用先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法來(lái)制備中空SiC纖維。不同于傳統(tǒng)的空氣不熔化交聯(lián)工藝,我們采用臭氧氣體對(duì)聚鋁碳硅烷（PACS）纖維進(jìn)行不熔化交聯(lián)處理,然后通過(guò)高溫?zé)峤饧吹玫搅藷o(wú)機(jī)的中空SiC纖維。此種方法簡(jiǎn)單快速、不使用有機(jī)溶劑且纖維的形狀規(guī)整。采用紅外光譜儀（FT-IR）、掃描電子顯微（SEM）、凝膠滲透色譜（GPC）、熱失重分析儀（TGA）、比表面積和孔隙率分析儀等多... 

【文章來(lái)源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SiC晶體基本組成示意圖

圖 1.3 先驅(qū)體法制備 SiC 纖維的工藝發(fā)展流程2 PCS 纖維的不熔化不熔化是指將先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法熔融紡絲制備的原纖維進(jìn)行交聯(lián)，使易熔、易碎的線性原纖維形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子，提高其分子量，在高溫?zé)Y(jié)時(shí)熔融并絲，從而提高碳硅烷的陶瓷產(chǎn)率[62]。傳統(tǒng)的空氣不熔化法[63-65]是將一定量的原纖維在空氣中加熱至目標(biāo)溫度在 O2的作用下實(shí)現(xiàn)交聯(lián)；γ 射線/電子束輻照交聯(lián)的方法[66-68]，由于不通實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，所以可以制備出低氧含量的碳化硅纖維；還有如化學(xué)氣相交聯(lián) NO2+BCl3[69]、環(huán)己烯蒸氣[70, 71]和碘蒸氣交聯(lián)[72, 73]等，都是通過(guò)其他氣體氧氣，減少纖維的含氧量，來(lái)實(shí)現(xiàn)纖維的不熔化，但這些新的方法有的使纖維的成本增加，有的不太環(huán)保，有的對(duì)設(shè)備有特殊的要求，均不利于實(shí)

引入的氧含量較高，SiC 纖維在燒結(jié)后形成的大量的 Si─C─O 無(wú)定型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致纖維的力學(xué)性能下降。交聯(lián)原理如下：從自由基反應(yīng)的角度分析，PCS 分子和氧氣反應(yīng)的基本過(guò)程如下圖1.4 所示，Si─H 鍵斷裂后和氧氣反應(yīng)，中間形成 Si─OH 基團(tuán)，2 個(gè) Si─OH 脫水形成Si─O─Si 的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，或者 Si─OH 和 Si─H 反應(yīng)形成 Si─O─Si 的交聯(lián)結(jié)構(gòu)并逸出氫氣[65, 74]。圖 1.4 聚碳硅烷空氣不熔化機(jī)理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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