陶瓷纤维具有轻质、高强、耐高温等优异的物理、力学和高温性能,是制备高性能复合材料的重要材料,在航空航天、能源和环境等诸多国防和民用领域有重要应用。溶胶凝胶法具有制备温度低、结构和组分可调等优点,但目前获得的纤维存在耐高温性不足和纺丝连续性差的问题。本项目提出利用铪酸酯和硅氧烷的溶胶凝胶反应,控制反应,经纺丝合成出连续的含铪聚硅氧烷凝胶纤维,利用热解过程中铪与纤维中的氧、碳和硅原子等反应形成氧化铪、碳化铪和硅酸铪等高熔点相,获得耐高温的硅铪氧碳陶瓷纤维。通过反应控制,解决反应过程中铪酸酯和硅氧烷不均匀缩聚引起的分相和团聚问题,进而研究溶胶的反应、结构和可纺性的关系,获得连续纺丝;同时,研究陶瓷纤维的热解行为、结构、组成和性能,重点研究热解过程中铪的键连方式和结构转变,分析铪的结构与纤维高温性能的关系,在此基础上实现硅铪氧碳纤维的结构设计与调控,获得连续的具有优异耐高温性能的陶瓷纤维。
英文主题词silicon-based ceramic fibers;sol-gel;silicon oxycarbide ceramics;metal oxides;high-temperature property