碳化矽填充聚四氟乙烯
碳化矽填充聚四氟乙烯
以有機(jī)矽化合物為原料經(jīng)紡絲、碳化或氣相沉積而製得具有β-碳化矽結(jié)構(gòu)的無機(jī)纖維,屬陶瓷纖維類。從形態(tài)上分有晶須和連續(xù)纖維兩種。晶須是一種單晶，碳化矽的晶須直徑一般為0.1～2m,長度為20～300m，外觀是粉末狀。連續(xù)纖維是碳化矽包覆在鎢絲或碳纖維等芯絲上而形成的連續(xù)絲或紡絲和熱解而得到純碳化矽長絲。連續(xù)絲於1973年由美國阿芙科公司投產(chǎn)，長絲則於1980年由日本碳公司建成試生產(chǎn)裝置，1985年生產(chǎn)能力已達(dá)24t,美國埃克森化學(xué)公司和日本東海碳素公司等則生產(chǎn)晶須，東海碳素公司的年生產(chǎn)能力為24t。
碳化矽纖維的高使用溫度達(dá)1200℃，其耐熱性和耐氧化性均優(yōu)於碳纖維，強(qiáng)度達(dá)1960～4410MPa，在高使用溫度下強(qiáng)度保持率在80%以上，模量為176.4～294GPa，化學(xué)穩(wěn)定性也好。
碳化矽長絲的製造過程是將聚矽烷在400℃以上,發(fā)生熱轉(zhuǎn)位反應(yīng)，使側(cè)鏈上的甲基以亞甲基的形式，導(dǎo)入主鏈的矽-矽間，形成聚碳矽烷,然後通過乾法紡絲或熔體紡絲製成纖維。為防止纖維在碳化過程中發(fā)生熔融粘接，須先在較低溫度下作不熔化處理。不熔化纖維在真空或惰性氣體中加熱至1200～1500℃，側(cè)鏈的甲基與氫同時(shí)脫出後隻留下矽-碳的骨架成分，並形成β-碳化矽結(jié)構(gòu)的纖維。進(jìn)行上漿處理及集束卷繞。上漿劑的種類視用途而定，用於增強(qiáng)塑料時(shí)上漿劑可選用環(huán)氧樹脂，增強(qiáng)金屬及陶瓷時(shí)則要求進(jìn)一步在較低溫度下將上漿劑熱分解掉。
碳化矽纖維主要用作耐高溫材料和增強(qiáng)材料，耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。用做增強(qiáng)材料時(shí)，常與碳纖維或玻璃纖維合用，以增強(qiáng)金屬(如鋁)和陶瓷為主，如做成噴氣式飛機(jī)的剎車片、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、著陸齒輪箱和機(jī)身結(jié)構(gòu)材料等，還可用做體育用品，其短切纖維則可用做高溫爐材等。