一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维及其制备方法技术

技术编号:40067704 阅读:34 留言:0更新日期:2024-01-16 23:41
本发明专利技术公开了一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维及其制备方法,该制备方法包括纺丝阶段、不熔化阶段、预烧结阶段、致密化烧结阶段和氮化阶段,其特征在于:所述不熔化阶段中,将纺丝阶段所得金属掺杂聚碳硅烷原丝纤维依次在含三氯化硼的气氛下进行掺硼反应和在具有碳碳双键的气态碳氢化合物的气氛下进行交联反应。该方法操作简单,生产效率高,生产成本低,易用于大批量工业化生产。制备得到的含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维具有氧含量低,致密化程度高,缺陷少,结构稳定,拉伸强度模量高,晶粒尺寸大,耐高温、抗氧化及抗蠕变性能好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷纤维,尤其涉及一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维及其制备方法


技术介绍

1、sic纤维具有高强度、高模量、耐高温、抗氧化、抗高温蠕变的优异性能,可以突破高温合金的温度极限,在更高的温度下长期使用。且sic纤维与陶瓷基体有很好的相容性,是制备陶瓷基复合材料的理想增强体,在航空航天、兵器等领域应用前景广阔。

2、目前以先驱体转换法制备sic纤维已经完全实现商业化,发展到现在已经形成第一代、第二代、第三代sic纤维,其中耐高温近化学计量比的第三代sic纤维制备难度最高、耐温性能最佳。制备近化学计量比sic纤维主要有两种路线,一种是以hi-nicalon-s为代表的电子束辐照不熔化+通氢气高温烧成去除多余碳元素的制备路线,另一种是以tyrannosa为代表的引入致密化烧结元素al,通过空气不熔化,在1300℃左右烧结得到si-c-o-al纤维,然后再在1700℃以上的高温下脱除多余的碳元素和氧元素,实现致密化烧结的制备路线。

3、硼元素作为sic的另一种非常有效的烧结助剂,也能在高温下起到致密化作用,实现纤维的致密化烧本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维的制备方法,包括纺丝阶段、不熔化阶段、预烧结阶段、致密化烧结阶段和氮化阶段,其特征在于:所述不熔化阶段中,将纺丝阶段所得金属掺杂聚碳硅烷原丝纤维依次在含三氯化硼的气氛下进行掺硼反应和在具有碳碳双键的气态碳氢化合物的气氛下进行交联反应。

2.根据权利要求1所述的一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维的制备方法,其特征在于:所述金属掺杂聚碳硅烷原丝纤维由金属掺杂聚碳硅烷加热至金属掺杂聚碳硅烷熔点以上60~100℃以及压力为0.3~0.8MPa的条件下进行熔融纺丝得到。

3.根据权利要求1或2所述的一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤...

【技术特征摘要】

1.一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维的制备方法,包括纺丝阶段、不熔化阶段、预烧结阶段、致密化烧结阶段和氮化阶段,其特征在于:所述不熔化阶段中,将纺丝阶段所得金属掺杂聚碳硅烷原丝纤维依次在含三氯化硼的气氛下进行掺硼反应和在具有碳碳双键的气态碳氢化合物的气氛下进行交联反应。

2.根据权利要求1所述的一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维的制备方法,其特征在于:所述金属掺杂聚碳硅烷原丝纤维由金属掺杂聚碳硅烷加热至金属掺杂聚碳硅烷熔点以上60~100℃以及压力为0.3~0.8mpa的条件下进行熔融纺丝得到。

3.根据权利要求1或2所述的一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维的制备方法,其特征在于:所述金属为ti、zr、hf、al和y中至少一种。

4.根据权利要求1或2所述一种含硼耐高温近化学计量比碳化硅纤维的制备方法,其特征在于:所述不熔化阶段的过程为:将金属掺杂聚碳硅烷原丝纤维放入密封的不熔化装置中,充氮气保护,先通入含三氯化硼的气体,进行掺硼反应,再通入含碳碳双键的气态碳氢...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄小忠易君吴李聪肖义凡
申请(专利权)人:湖南泽睿新材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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