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甘肃玻璃钢化粪池,碳化硅(SIC)纤维的制造
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恒德环保科技

时间 : 2022-04-09 12:51 浏览量 : 74

甘肃玻璃钢化粪池,碳化硅(SIC)纤维的制造

聚碳硅烷(PCS)经熔融纺丝,可以得到10~15微米的有机纤维。这种纤维很脆,容易软化(软化点在150~200℃),而且受热后容易熔融或分解。为了在后续高温烧结中保持纤维状态,需将这种纤维进行不熔化处埋:将PCS纤维放在氧化性介质中,在一定的温度下,使纤维表面的Si-H键与氧作用,生成不熔不溶的交联结构。最常用的氧化性介质有空气、氧气、臭氧及各种氧化剂,不熔化温度控制在150~200℃。

据日本碳公司报道,SiC纤维的抗张强度,与不熔化处理过程中所消耗的Si-H数量和交联程度等有关,当Si-H键含消掉50~60%时,强度将达最大值,然后下降。S1C纤维的烧成,是将经不熔化处理的PCS纤维,在氮气(或氩气)的保护下,在一定的张力下,以每小时100~300℃的升温速率,从室温升至1250℃,而后停止加热,让其自然冷却,可得到黑色有金属光泽的SiC纤维。直径随原丝的不同而不同,一般在7~12微米之间。经过不熔化处理的PCS纤维,高温下各种键将发生不同程度的断裂,形成自由基。除经不熔化处理后剩余的少量Si—H键以外,其他以C—H键最易断裂,Si—C键次之,而Si—O键只有在1000℃以上的高温下才断裂。断裂的结果生成H2、CH,和CO等气体放出。剩余的Si、C和少量O等,经过自由基交联后生成SiC微晶。烧结温度的高低,对SiC纤维的性能影响很大。图2-26示出了初期形成的SiC结构模型。烧结温度升至800℃时,基本上完成了纤维从有机物向无机物的转变,但纤维内部结构仍处于非晶态;随着温度升高到1250℃左右,微晶逐渐形成,SiC纤维的强度达到最高值。烧结温度继续升高,晶粒长大,纤维强度下降。

碳化硅纤维中存在有硅、碳、氧及少量的氢,并且有相当数量的游离碳。即使将纤维在250℃空气中灼烧三天,仍存在有相当多的游离碳。此时,SiC:C:SiO2的比例约为1:0.59:·46。通过高分辨率电子显微镜和X射线衍射研究发现,碳化硅纤维中存在P-SiC和石墨微晶的结构。同时还有少量的a-石英微晶存在,这些微晶的大小大约在50埃左右:因此可以认为,碳化硅纤维是由p-SiC和石墨,以及少量a-石英微晶组成的均分散体。


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