碳化硅纖維（SiC 纖維）是繼碳纖維之后發(fā)展的又一種新型高性能纖維，屬國家戰(zhàn)略性新興材料。當前，采用碳化硅纖維制造的陶瓷基復合材料在航空發(fā)動機領域的應用價值非常顯著，西方發(fā)達國家已成功應用此類產(chǎn)品改良航空發(fā)動機多個部件，提升了航空發(fā)動機的效率。

特性

碳化硅纖維具有高溫耐氧化性、高硬度、高強度、高熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性和密度小等優(yōu)點，是最為理想的航空航天耐高溫、增強和隱身材料之一。SiC纖維研制歷經(jīng)三代，國內(nèi)SiC纖維技術(shù)達到國際水平，已經(jīng)突破第二代、第三代SiC關(guān)鍵技術(shù)，但在工業(yè)化能力方面仍存在巨大的發(fā)展?jié)摿?。由碳化硅纖維制備的SiC/SiC復合材料在航空、航天、核能等領域具有廣泛的應用前景。

應用

SiC 纖維的一個主要用途是制作SiC復合陶瓷基材料（CMC 材料）。這種材料是在SiC陶瓷基體的基礎上，將SiC纖維作為增強材料引入基體中制作而成的，是一種尖端復合材料。CMC 材料是高溫合金的替代品，相比于高溫合金具有更強的耐熱性、抗氧化性， 同時具有更低的密度。

目前，碳化硅纖維的潛在應用包括耐熱材料、耐腐蝕材料、纖維增強金屬、裝甲陶瓷、增強材料等方向，隨著碳化硅纖維性能進一步改善，生產(chǎn)工藝逐步優(yōu)化，未來該材料有望在航空發(fā)動機部件上應用，并有望擴展至其他高價值民用領域，潛在市場空間廣闊。

制備工藝

活性炭纖維轉(zhuǎn)化法

活性炭纖維轉(zhuǎn)化法主要包括三大工藝環(huán)節(jié)，首先是制備活性炭纖維，可以采用酚醛基、瀝青基等有機纖維，經(jīng)過200～400℃在空氣中進行幾十分鐘至幾小時的不熔化處理，隨后進行碳化和活化處理制得活性炭纖維；然后，硅和二氧化硅在高溫下反應生成氣態(tài)的氧化硅，從而在一定真空度的條件下，控制溫度在 1200 ～1300℃，使活性炭纖維與氧化硅發(fā)生化學反應，轉(zhuǎn)化為碳化硅纖維；最后，控制溫度在 1600℃左右，在惰性氣體氮氣的環(huán)境下進行熱處理。

活性炭纖維轉(zhuǎn)化法制備碳化硅纖維的過程

采用活性炭纖維轉(zhuǎn)化法制備碳化硅纖維的優(yōu)點主要在于成本低廉，生產(chǎn)的碳化硅纖維含氧量大幅降低，因而纖維的抗拉強度變大，可達1000MPa以上。與先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法和CVD法相比，該方法更適用于工業(yè)化生產(chǎn)碳化硅纖維。但是生產(chǎn)的纖維仍存在微孔，該項技術(shù)的研究重點在于如何在制備過程中減少微裂紋的產(chǎn)生。