碳化硅纖維因其優(yōu)異的耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、高模量、高拉伸強度、高導熱系數(shù)和低的熱膨脹系數(shù)等特性而被普遍應用于航天發(fā)動機、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,有著特殊的空腔結構,質輕且比表面積更大,具有吸附、過濾、吸波等特性,在熱絕緣、腐蝕性流體過濾、高溫氣體分離、微型反應器、催化劑載體、固體氧化物燃料電池和電磁屏蔽等應用中具有很好的優(yōu)勢及應用前景。但目前的中空纖維的制備方法仍然存在一些缺點:（1）整個制備過程工藝復雜;（2）成本高,難以工業(yè)化生產(chǎn);（3）交聯(lián)固化過程溫度高,周期長;（4）納米級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。本文采用先驅體轉化法來制備中空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聚鋁碳硅烷（PACS）纖維進行不熔化交聯(lián)處理,然后通過高溫熱解即得到了無機的中空SiC纖維。此種方法簡單快速、不使用有機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... 

【文章來源】：上海大學上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

SiC晶體基本組成示意圖

圖 1.3 先驅體法制備 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體轉化法熔融紡絲制備的原纖維進行交聯(lián)，使易熔、易碎的線性原纖維形成三維網(wǎng)狀結構的分子，提高其分子量，在高溫燒結時熔融并絲，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溫度在 O2的作用下實現(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，都是通過其他氣體氧氣，減少纖維的含氧量，來實現(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，有的對設備有特殊的要求，均不利于實

引入的氧含量較高，SiC 纖維在燒結后形成的大量的 Si─C─O 無定型結構，導致纖維的力學性能下降。交聯(lián)原理如下：從自由基反應的角度分析，PCS 分子和氧氣反應的基本過程如下圖1.4 所示，Si─H 鍵斷裂后和氧氣反應，中間形成 Si─OH 基團，2 個 Si─OH 脫水形成Si─O─Si 的交聯(lián)結構，或者 Si─OH 和 Si─H 反應形成 Si─O─Si 的交聯(lián)結構并逸出氫氣[65, 74]。圖 1.4 聚碳硅烷空氣不熔化機理

【參考文獻】：
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本文編號：3452211