Polymer-derived ceramic fibers
5
2016
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
... 从图1 中典型SiC纤维的TEM照片可以看出, Nicalon、Hi-Nicalon和Hi-Nicalon S纤维的晶粒依次增大, 分别约为5、10和100 nm[1 ] . ...
... [
1 ]
TEM images of three generation SiC fibers[1 ] (a) Nicalon fiber; (b) Hi-Nicalon fiber; (c) Hi-Nicalon S fiber ...
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1 ]
(a) Nicalon fiber; (b) Hi-Nicalon fiber; (c) Hi-Nicalon S fiber ...
... 表1 列出了所有三代SiC纤维的组成和力学特性, 总体来看, 三代SiC纤维在拉伸强度上并没有明显区别, 均在3.0 GPa左右, 而在杨氏模量上则是依次升高.第一代SiC纤维中包含大量富余碳和氧, 其结构由β -SiC微晶(<5 nm)、自由碳和无定型相SiCx Oy 组成[19 ,20 ] ; 第二代SiC纤维富碳, 主要由β -SiC微晶(5~10 nm)和自由碳组成[5 ] ; 第三代SiC纤维在组成上是近化学计量比, 由大尺寸的β -SiC晶粒(达到100 nm以上)形成致密结构[1 ] .研究表明, 由于存在SiCx Oy 晶间相和自由碳限制了SiC结晶, 高温下SiCx Oy 晶间相容易分解、滑移, 自由碳易氧化, 因此第三代SiC纤维与前两代相比, 耐温性、抗氧化性和抗蠕变性能都显著升高[21 ,22 ,23 ,24 ,25 ] . ...
Research and development in fabrication and properties of SiC/SiC composites
1
2013
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
Preparation and characterization of SiC fibers with diverse electrical resistivity through pyrolysis under reactive atmospheres
1
2017
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
Continuous SiC fiber of high tensile strength
1
1975
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
A review of the development of three generations of small diameter silicon carbide fibres
5
2006
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
... [5 ,10 -12 ].因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
... 表1 列出了所有三代SiC纤维的组成和力学特性, 总体来看, 三代SiC纤维在拉伸强度上并没有明显区别, 均在3.0 GPa左右, 而在杨氏模量上则是依次升高.第一代SiC纤维中包含大量富余碳和氧, 其结构由β -SiC微晶(<5 nm)、自由碳和无定型相SiCx Oy 组成[19 ,20 ] ; 第二代SiC纤维富碳, 主要由β -SiC微晶(5~10 nm)和自由碳组成[5 ] ; 第三代SiC纤维在组成上是近化学计量比, 由大尺寸的β -SiC晶粒(达到100 nm以上)形成致密结构[1 ] .研究表明, 由于存在SiCx Oy 晶间相和自由碳限制了SiC结晶, 高温下SiCx Oy 晶间相容易分解、滑移, 自由碳易氧化, 因此第三代SiC纤维与前两代相比, 耐温性、抗氧化性和抗蠕变性能都显著升高[21 ,22 ,23 ,24 ,25 ] . ...
... 三代SiC纤维的组成和力学特性[5 ,13 -18 ] ...
... Compositions and mechanical properties of three generations SiC fibers[5 ,13 -18 ] ...
Recent developments of the SiC fiber Nicalon and its composites, including properties of the SiC fiber Hi-Nicalon for ultra-high temperature
1
1994
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
Development of a new continuous Si-Ti-C-O fibre using an organometallic polymer precursor
1
1988
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
On the thermal degradation of lox-M tyranno ? fibres
1
1995
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
Characteristics of a continuous Si-Ti-C-O fibre with low oxygen content using an organometallic polymer precursor
1
1996
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
High-temperature decomposition of low-oxygen SiC fiber under N2 atmosphere
1
2010
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
Thermal stability of SiC fiber prepared by an irradiation-curing process
1999
Thermal stability of a PCS-derived SiC fibre with a low oxygen content (Hi-Nicalon)
1
1997
... 连续SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温抗氧化、辐照条件下的活性低等优异性能[1 ,2 ,3 ] , 自从1975年Yajima等[4 ] 以聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)为先驱体制备细直径连续SiC纤维以来, SiC纤维得到了迅猛发展, 到目前为止已经从富碳富氧且处于无定形态的第一代SiC纤维发展到具有近化学计量比和高结晶特性的第三代SiC纤维[5 ] .目前市售第一代SiC纤维以日本碳公司(Nippon Carbon Co. Ltd.)生产的Nicalon 200、日本宇部兴产公司(Ube Industries)生产的Tyranno Lox-M和国防科技大学生产的KD-I为代表, 由于氧含量偏高(~12wt%), SiC纤维在1200 ℃以上强度迅速下降[6 ,7 ,8 ,9 ] .通过改进纤维交联工艺, 第二代SiC纤维实现了无氧不熔化, 显著降低了氧含量(可达1wt%以下), 在惰性气氛下可以在1500 ℃以下保持较高的拉伸强度和模量, 典型代表有Hi-Nicalon、Tyranno ZE、KD-II等, 但由于碳含量偏高(C/Si≈1.4), 其抗氧化性能仍然不够理想[5 ,10 -12 ] .因此, 日本碳公司、宇部兴产公司和美国Dow Corning公司分别采用不同的技术路线研制出了近化学计量比的第三代SiC纤维, 商品号分别为Hi-Nicalon S、Tyranno SA和Sylramic(以及Sylramic-iBN), 中国国防科技大学则研制出了KD-S(与Hi-Nicalon S类似)和KD-SA(与Tyranno SA类似)两种第三代SiC纤维. ...
Fabrication, microstructure, properties and applications of continuous ceramic fibers: a review of present status and further directions
3
2018
... 三代SiC纤维的组成和力学特性[5 ,13 -18 ] ...
... Compositions and mechanical properties of three generations SiC fibers[5 ,13 -18 ] ...
... Hi-Nicalon S纤维是采用电子束辐照实现无氧交联, 其氧含量可以降低到1wt%以下.值得注意的是, 电子束交联是在惰性气氛中进行的, 一方面可以防止纤维在活性状态下被氧化, 另一方面利用气氛带走辐照产生的热量, 避免纤维在高温下熔并.交联后的纤维在1500 ℃左右H2 气氛中烧成, 去除富余碳.由于制备温度较低, Hi-Nicalon S纤维的晶粒尺寸(~100 nm)小于其他第三代SiC纤维(~200 nm)的晶粒尺寸, 当温度高于1500 ℃时, 晶粒会快速长大, 导致纤维结构从致密变疏松, 强度下降, 这限制了Hi-Nicalon S纤维在高温部件中的应用.但Hi-Nicalon S纤维抗氧化性能较好, 在干燥空气中1400 ℃处理10 h, 拉伸强度仍有1.8 GPa[29 ] , 而且它在辐照条件下结构和性能稳定, 可用于先进核能领域.KD-S纤维的制备工艺与Hi-Nicalon S类似, 其拉伸强度高达2.7 GPa, 在惰性气氛中1600 ℃处理后强度没有降低, 1800 ℃处理1 h后强度仍有1.63 GPa[13 ] . ...
Fabrication of nearly stoichiometric polycrystalline SiC fibers with excellent high-temperature stability up to 1900 ℃
3
2017
... Tyranno SA纤维在Ar气氛中2000 ℃处理1 h, 拉伸强度仍保留80%, 空气中1000和1300 ℃处理100 h, 拉伸强度分别保留100%和55%.同时, 由于Tyranno SA还拥有其它纤维不具备的抗碱腐蚀性[21 ] , 因此用其增强的SiC基复合材料部件可以应用在靠近海洋或者处于含有碱性元素的燃烧气氛中.KD-SA与Tyranno SA的制备工艺类似, 性能接近, 晶粒尺寸200 nm左右, 在拉应力作用下, 该纤维展现出穿晶断裂, 在惰性气氛中1800 ℃处理5 h和1900 ℃处理1 h(高温处理后的纤维形貌见图5 )强度基本不变, 在空气中1300 ℃处理1 h的强度保留率可达97%[14 ,30 -32 ] . ...
... [
14 ]
Surface (a, b) and cross section (c, d) SEM images of KD-SA fibers after exposure under argon at 1900 ℃ for 1 h[14 ] Fig. 5
Sylramic纤维是以聚钛碳硅烷(PTC)为先驱体, 经熔融纺丝、空气不熔化处理后, 在纤维烧成过程中通过含硼化合物(如BCl3 , BF3 、BBr3 和硼烷等)的反应及扩散, 将烧结助剂B元素引入纤维中, 将Sylramic纤维在含N气氛中进一步加热, 将富余的B从晶界中去除, 并在纤维表面生成BN膜, 即得到Sylramic-iBN纤维.与Sylramic纤维相比, Sylramic-iBN纤维晶粒更大, 晶界更干净, 抗蠕变性能和电导率进一步提高, 抗氧化性也得到增强[33 ] . ...
... [
14 ]
Fig. 5
Sylramic纤维是以聚钛碳硅烷(PTC)为先驱体, 经熔融纺丝、空气不熔化处理后, 在纤维烧成过程中通过含硼化合物(如BCl3 , BF3 、BBr3 和硼烷等)的反应及扩散, 将烧结助剂B元素引入纤维中, 将Sylramic纤维在含N气氛中进一步加热, 将富余的B从晶界中去除, 并在纤维表面生成BN膜, 即得到Sylramic-iBN纤维.与Sylramic纤维相比, Sylramic-iBN纤维晶粒更大, 晶界更干净, 抗蠕变性能和电导率进一步提高, 抗氧化性也得到增强[33 ] . ...
KD系列连续碳化硅纤维组成、结构与性能关系研究
2017
Effects of heat treatment on the microstructures and properties of KD-I SiC fibres
2015
The microstructure and elctrical resistivity of near-stoichiometric SiC fiber
2
2019
... 三代SiC纤维的组成和力学特性[5 ,13 -18 ] ...
... Compositions and mechanical properties of three generations SiC fibers[5 ,13 -18 ] ...
Understanding Nicalon Fibre
1
1993
... 表1 列出了所有三代SiC纤维的组成和力学特性, 总体来看, 三代SiC纤维在拉伸强度上并没有明显区别, 均在3.0 GPa左右, 而在杨氏模量上则是依次升高.第一代SiC纤维中包含大量富余碳和氧, 其结构由β -SiC微晶(<5 nm)、自由碳和无定型相SiCx Oy 组成[19 ,20 ] ; 第二代SiC纤维富碳, 主要由β -SiC微晶(5~10 nm)和自由碳组成[5 ] ; 第三代SiC纤维在组成上是近化学计量比, 由大尺寸的β -SiC晶粒(达到100 nm以上)形成致密结构[1 ] .研究表明, 由于存在SiCx Oy 晶间相和自由碳限制了SiC结晶, 高温下SiCx Oy 晶间相容易分解、滑移, 自由碳易氧化, 因此第三代SiC纤维与前两代相比, 耐温性、抗氧化性和抗蠕变性能都显著升高[21 ,22 ,23 ,24 ,25 ] . ...
Evidence for a silicon oxycarbide phase in the Nicalon silicon carbide fibre
1
1989
... 表1 列出了所有三代SiC纤维的组成和力学特性, 总体来看, 三代SiC纤维在拉伸强度上并没有明显区别, 均在3.0 GPa左右, 而在杨氏模量上则是依次升高.第一代SiC纤维中包含大量富余碳和氧, 其结构由β -SiC微晶(<5 nm)、自由碳和无定型相SiCx Oy 组成[19 ,20 ] ; 第二代SiC纤维富碳, 主要由β -SiC微晶(5~10 nm)和自由碳组成[5 ] ; 第三代SiC纤维在组成上是近化学计量比, 由大尺寸的β -SiC晶粒(达到100 nm以上)形成致密结构[1 ] .研究表明, 由于存在SiCx Oy 晶间相和自由碳限制了SiC结晶, 高温下SiCx Oy 晶间相容易分解、滑移, 自由碳易氧化, 因此第三代SiC纤维与前两代相比, 耐温性、抗氧化性和抗蠕变性能都显著升高[21 ,22 ,23 ,24 ,25 ] . ...
High-strength alkali-resistant sintered SiC fibre stable to 2,200 ℃
4
1998
... 表1 列出了所有三代SiC纤维的组成和力学特性, 总体来看, 三代SiC纤维在拉伸强度上并没有明显区别, 均在3.0 GPa左右, 而在杨氏模量上则是依次升高.第一代SiC纤维中包含大量富余碳和氧, 其结构由β -SiC微晶(<5 nm)、自由碳和无定型相SiCx Oy 组成[19 ,20 ] ; 第二代SiC纤维富碳, 主要由β -SiC微晶(5~10 nm)和自由碳组成[5 ] ; 第三代SiC纤维在组成上是近化学计量比, 由大尺寸的β -SiC晶粒(达到100 nm以上)形成致密结构[1 ] .研究表明, 由于存在SiCx Oy 晶间相和自由碳限制了SiC结晶, 高温下SiCx Oy 晶间相容易分解、滑移, 自由碳易氧化, 因此第三代SiC纤维与前两代相比, 耐温性、抗氧化性和抗蠕变性能都显著升高[21 ,22 ,23 ,24 ,25 ] . ...
...
图2 是用BSR(Bend Stress Relaxation)法测得不同纤维的抗蠕变性能, 其中
m 值越大表明纤维的高温抗蠕变性能越好.从
图2 中可以看出, 在相同温度下, 第三代SiC纤维的
m 值明显大于其它两代纤维, 其高温抗蠕变性能大幅增强.
图3 表明当温度高于1400 ℃时, 前两代纤维的拉伸强度迅速下降, 而Tyranno SA纤维的强度可以保持到1900 ℃以上.
图2 三代SiC纤维的高温抗蠕变性能[21 ,26 -27 ] High-temperature creep-resistance of three generation SiC fibers[21 ,26 -27 ] Fig. 2
图3 高温处理SiC纤维后的拉伸强度[25 ] Heat-resistance of the three generations SiC fibers[25 ] Fig. 3
1 第三代SiC纤维的组成和性能特点 空气不熔化交联是利用PCS中的活性基团Si-H与O2 发生反应(1), 分子间形成Si-O-Si连接, 会在纤维中引入较多的氧.由于第一代纤维就是使用空气不熔化交联, 致使其氧含量大于10wt%.而电子束交联则是通过电子束辐照使PCS分子中产生自由基, 自由基之间相互反应成键, 在分子间形成Si-CH-Si或Si-CH2 -Si连接结构[28 ] , 其机理如图4 所示, 因此电子束交联可以避免引入氧. ...
... [
21 ,
26 -
27 ]
Fig. 2
图3 高温处理SiC纤维后的拉伸强度[25 ] Heat-resistance of the three generations SiC fibers[25 ] Fig. 3
1 第三代SiC纤维的组成和性能特点 空气不熔化交联是利用PCS中的活性基团Si-H与O2 发生反应(1), 分子间形成Si-O-Si连接, 会在纤维中引入较多的氧.由于第一代纤维就是使用空气不熔化交联, 致使其氧含量大于10wt%.而电子束交联则是通过电子束辐照使PCS分子中产生自由基, 自由基之间相互反应成键, 在分子间形成Si-CH-Si或Si-CH2 -Si连接结构[28 ] , 其机理如图4 所示, 因此电子束交联可以避免引入氧. ...
... Tyranno SA纤维在Ar气氛中2000 ℃处理1 h, 拉伸强度仍保留80%, 空气中1000和1300 ℃处理100 h, 拉伸强度分别保留100%和55%.同时, 由于Tyranno SA还拥有其它纤维不具备的抗碱腐蚀性[21 ] , 因此用其增强的SiC基复合材料部件可以应用在靠近海洋或者处于含有碱性元素的燃烧气氛中.KD-SA与Tyranno SA的制备工艺类似, 性能接近, 晶粒尺寸200 nm左右, 在拉应力作用下, 该纤维展现出穿晶断裂, 在惰性气氛中1800 ℃处理5 h和1900 ℃处理1 h(高温处理后的纤维形貌见图5 )强度基本不变, 在空气中1300 ℃处理1 h的强度保留率可达97%[14 ,30 -32 ] . ...
Properties of Stoichiometric Silicon Carbide Fiber Derived from Polycarbosilane
1
1994
... 表1 列出了所有三代SiC纤维的组成和力学特性, 总体来看, 三代SiC纤维在拉伸强度上并没有明显区别, 均在3.0 GPa左右, 而在杨氏模量上则是依次升高.第一代SiC纤维中包含大量富余碳和氧, 其结构由β -SiC微晶(<5 nm)、自由碳和无定型相SiCx Oy 组成[19 ,20 ] ; 第二代SiC纤维富碳, 主要由β -SiC微晶(5~10 nm)和自由碳组成[5 ] ; 第三代SiC纤维在组成上是近化学计量比, 由大尺寸的β -SiC晶粒(达到100 nm以上)形成致密结构[1 ] .研究表明, 由于存在SiCx Oy 晶间相和自由碳限制了SiC结晶, 高温下SiCx Oy 晶间相容易分解、滑移, 自由碳易氧化, 因此第三代SiC纤维与前两代相比, 耐温性、抗氧化性和抗蠕变性能都显著升高[21 ,22 ,23 ,24 ,25 ] . ...
Processing and Structural Advantages of the Sylramic-iBN SiC Fiber for SiC/SiC Components
1
2008
... 表1 列出了所有三代SiC纤维的组成和力学特性, 总体来看, 三代SiC纤维在拉伸强度上并没有明显区别, 均在3.0 GPa左右, 而在杨氏模量上则是依次升高.第一代SiC纤维中包含大量富余碳和氧, 其结构由β -SiC微晶(<5 nm)、自由碳和无定型相SiCx Oy 组成[19 ,20 ] ; 第二代SiC纤维富碳, 主要由β -SiC微晶(5~10 nm)和自由碳组成[5 ] ; 第三代SiC纤维在组成上是近化学计量比, 由大尺寸的β -SiC晶粒(达到100 nm以上)形成致密结构[1 ] .研究表明, 由于存在SiCx Oy 晶间相和自由碳限制了SiC结晶, 高温下SiCx Oy 晶间相容易分解、滑移, 自由碳易氧化, 因此第三代SiC纤维与前两代相比, 耐温性、抗氧化性和抗蠕变性能都显著升高[21 ,22 ,23 ,24 ,25 ] . ...
New type of SiC- sintered fiber and its composite material
1
2008
... 表1 列出了所有三代SiC纤维的组成和力学特性, 总体来看, 三代SiC纤维在拉伸强度上并没有明显区别, 均在3.0 GPa左右, 而在杨氏模量上则是依次升高.第一代SiC纤维中包含大量富余碳和氧, 其结构由β -SiC微晶(<5 nm)、自由碳和无定型相SiCx Oy 组成[19 ,20 ] ; 第二代SiC纤维富碳, 主要由β -SiC微晶(5~10 nm)和自由碳组成[5 ] ; 第三代SiC纤维在组成上是近化学计量比, 由大尺寸的β -SiC晶粒(达到100 nm以上)形成致密结构[1 ] .研究表明, 由于存在SiCx Oy 晶间相和自由碳限制了SiC结晶, 高温下SiCx Oy 晶间相容易分解、滑移, 自由碳易氧化, 因此第三代SiC纤维与前两代相比, 耐温性、抗氧化性和抗蠕变性能都显著升高[21 ,22 ,23 ,24 ,25 ] . ...
Advances in inorganic fibers
3
2005
... 表1 列出了所有三代SiC纤维的组成和力学特性, 总体来看, 三代SiC纤维在拉伸强度上并没有明显区别, 均在3.0 GPa左右, 而在杨氏模量上则是依次升高.第一代SiC纤维中包含大量富余碳和氧, 其结构由β -SiC微晶(<5 nm)、自由碳和无定型相SiCx Oy 组成[19 ,20 ] ; 第二代SiC纤维富碳, 主要由β -SiC微晶(5~10 nm)和自由碳组成[5 ] ; 第三代SiC纤维在组成上是近化学计量比, 由大尺寸的β -SiC晶粒(达到100 nm以上)形成致密结构[1 ] .研究表明, 由于存在SiCx Oy 晶间相和自由碳限制了SiC结晶, 高温下SiCx Oy 晶间相容易分解、滑移, 自由碳易氧化, 因此第三代SiC纤维与前两代相比, 耐温性、抗氧化性和抗蠕变性能都显著升高[21 ,22 ,23 ,24 ,25 ] . ...
...
图2 是用BSR(Bend Stress Relaxation)法测得不同纤维的抗蠕变性能, 其中
m 值越大表明纤维的高温抗蠕变性能越好.从
图2 中可以看出, 在相同温度下, 第三代SiC纤维的
m 值明显大于其它两代纤维, 其高温抗蠕变性能大幅增强.
图3 表明当温度高于1400 ℃时, 前两代纤维的拉伸强度迅速下降, 而Tyranno SA纤维的强度可以保持到1900 ℃以上.
图2 三代SiC纤维的高温抗蠕变性能[21 ,26 -27 ] High-temperature creep-resistance of three generation SiC fibers[21 ,26 -27 ] Fig. 2
图3 高温处理SiC纤维后的拉伸强度[25 ] Heat-resistance of the three generations SiC fibers[25 ] Fig. 3
1 第三代SiC纤维的组成和性能特点 空气不熔化交联是利用PCS中的活性基团Si-H与O2 发生反应(1), 分子间形成Si-O-Si连接, 会在纤维中引入较多的氧.由于第一代纤维就是使用空气不熔化交联, 致使其氧含量大于10wt%.而电子束交联则是通过电子束辐照使PCS分子中产生自由基, 自由基之间相互反应成键, 在分子间形成Si-CH-Si或Si-CH2 -Si连接结构[28 ] , 其机理如图4 所示, 因此电子束交联可以避免引入氧. ...
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25 ]
Fig. 3
1 第三代SiC纤维的组成和性能特点 空气不熔化交联是利用PCS中的活性基团Si-H与O2 发生反应(1), 分子间形成Si-O-Si连接, 会在纤维中引入较多的氧.由于第一代纤维就是使用空气不熔化交联, 致使其氧含量大于10wt%.而电子束交联则是通过电子束辐照使PCS分子中产生自由基, 自由基之间相互反应成键, 在分子间形成Si-CH-Si或Si-CH2 -Si连接结构[28 ] , 其机理如图4 所示, 因此电子束交联可以避免引入氧. ...
Creep limitations of current polycrystalline ceramic fibers
2
1994
...
图2 是用BSR(Bend Stress Relaxation)法测得不同纤维的抗蠕变性能, 其中
m 值越大表明纤维的高温抗蠕变性能越好.从
图2 中可以看出, 在相同温度下, 第三代SiC纤维的
m 值明显大于其它两代纤维, 其高温抗蠕变性能大幅增强.
图3 表明当温度高于1400 ℃时, 前两代纤维的拉伸强度迅速下降, 而Tyranno SA纤维的强度可以保持到1900 ℃以上.
图2 三代SiC纤维的高温抗蠕变性能[21 ,26 -27 ] High-temperature creep-resistance of three generation SiC fibers[21 ,26 -27 ] Fig. 2
图3 高温处理SiC纤维后的拉伸强度[25 ] Heat-resistance of the three generations SiC fibers[25 ] Fig. 3
1 第三代SiC纤维的组成和性能特点 空气不熔化交联是利用PCS中的活性基团Si-H与O2 发生反应(1), 分子间形成Si-O-Si连接, 会在纤维中引入较多的氧.由于第一代纤维就是使用空气不熔化交联, 致使其氧含量大于10wt%.而电子束交联则是通过电子束辐照使PCS分子中产生自由基, 自由基之间相互反应成键, 在分子间形成Si-CH-Si或Si-CH2 -Si连接结构[28 ] , 其机理如图4 所示, 因此电子束交联可以避免引入氧. ...
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26 -
27 ]
Fig. 2
图3 高温处理SiC纤维后的拉伸强度[25 ] Heat-resistance of the three generations SiC fibers[25 ] Fig. 3
1 第三代SiC纤维的组成和性能特点 空气不熔化交联是利用PCS中的活性基团Si-H与O2 发生反应(1), 分子间形成Si-O-Si连接, 会在纤维中引入较多的氧.由于第一代纤维就是使用空气不熔化交联, 致使其氧含量大于10wt%.而电子束交联则是通过电子束辐照使PCS分子中产生自由基, 自由基之间相互反应成键, 在分子间形成Si-CH-Si或Si-CH2 -Si连接结构[28 ] , 其机理如图4 所示, 因此电子束交联可以避免引入氧. ...
SA型碳化硅纤维的连续化技术研究
2
2008
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图2 是用BSR(Bend Stress Relaxation)法测得不同纤维的抗蠕变性能, 其中
m 值越大表明纤维的高温抗蠕变性能越好.从
图2 中可以看出, 在相同温度下, 第三代SiC纤维的
m 值明显大于其它两代纤维, 其高温抗蠕变性能大幅增强.
图3 表明当温度高于1400 ℃时, 前两代纤维的拉伸强度迅速下降, 而Tyranno SA纤维的强度可以保持到1900 ℃以上.
图2 三代SiC纤维的高温抗蠕变性能[21 ,26 -27 ] High-temperature creep-resistance of three generation SiC fibers[21 ,26 -27 ] Fig. 2
图3 高温处理SiC纤维后的拉伸强度[25 ] Heat-resistance of the three generations SiC fibers[25 ] Fig. 3
1 第三代SiC纤维的组成和性能特点 空气不熔化交联是利用PCS中的活性基团Si-H与O2 发生反应(1), 分子间形成Si-O-Si连接, 会在纤维中引入较多的氧.由于第一代纤维就是使用空气不熔化交联, 致使其氧含量大于10wt%.而电子束交联则是通过电子束辐照使PCS分子中产生自由基, 自由基之间相互反应成键, 在分子间形成Si-CH-Si或Si-CH2 -Si连接结构[28 ] , 其机理如图4 所示, 因此电子束交联可以避免引入氧. ...
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27 ]
Fig. 2
图3 高温处理SiC纤维后的拉伸强度[25 ] Heat-resistance of the three generations SiC fibers[25 ] Fig. 3
1 第三代SiC纤维的组成和性能特点 空气不熔化交联是利用PCS中的活性基团Si-H与O2 发生反应(1), 分子间形成Si-O-Si连接, 会在纤维中引入较多的氧.由于第一代纤维就是使用空气不熔化交联, 致使其氧含量大于10wt%.而电子束交联则是通过电子束辐照使PCS分子中产生自由基, 自由基之间相互反应成键, 在分子间形成Si-CH-Si或Si-CH2 -Si连接结构[28 ] , 其机理如图4 所示, 因此电子束交联可以避免引入氧. ...
Reaction mechanisms of silicon carbide fiber synthesis by heat treatment of polycarbosilane fibers cured by radiation, part 1evolved gas analysis
3
1995
... 空气不熔化交联是利用PCS中的活性基团Si-H与O2 发生反应(1), 分子间形成Si-O-Si连接, 会在纤维中引入较多的氧.由于第一代纤维就是使用空气不熔化交联, 致使其氧含量大于10wt%.而电子束交联则是通过电子束辐照使PCS分子中产生自由基, 自由基之间相互反应成键, 在分子间形成Si-CH-Si或Si-CH2 -Si连接结构[28 ] , 其机理如图4 所示, 因此电子束交联可以避免引入氧. ...
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28 ]
Mechanism of electron beam radiation curing of PCS fiber[28 ] Fig. 4
Hi-Nicalon S纤维是采用电子束辐照实现无氧交联, 其氧含量可以降低到1wt%以下.值得注意的是, 电子束交联是在惰性气氛中进行的, 一方面可以防止纤维在活性状态下被氧化, 另一方面利用气氛带走辐照产生的热量, 避免纤维在高温下熔并.交联后的纤维在1500 ℃左右H2 气氛中烧成, 去除富余碳.由于制备温度较低, Hi-Nicalon S纤维的晶粒尺寸(~100 nm)小于其他第三代SiC纤维(~200 nm)的晶粒尺寸, 当温度高于1500 ℃时, 晶粒会快速长大, 导致纤维结构从致密变疏松, 强度下降, 这限制了Hi-Nicalon S纤维在高温部件中的应用.但Hi-Nicalon S纤维抗氧化性能较好, 在干燥空气中1400 ℃处理10 h, 拉伸强度仍有1.8 GPa[29 ] , 而且它在辐照条件下结构和性能稳定, 可用于先进核能领域.KD-S纤维的制备工艺与Hi-Nicalon S类似, 其拉伸强度高达2.7 GPa, 在惰性气氛中1600 ℃处理后强度没有降低, 1800 ℃处理1 h后强度仍有1.63 GPa[13 ] . ...
... [
28 ]
Fig. 4
Hi-Nicalon S纤维是采用电子束辐照实现无氧交联, 其氧含量可以降低到1wt%以下.值得注意的是, 电子束交联是在惰性气氛中进行的, 一方面可以防止纤维在活性状态下被氧化, 另一方面利用气氛带走辐照产生的热量, 避免纤维在高温下熔并.交联后的纤维在1500 ℃左右H2 气氛中烧成, 去除富余碳.由于制备温度较低, Hi-Nicalon S纤维的晶粒尺寸(~100 nm)小于其他第三代SiC纤维(~200 nm)的晶粒尺寸, 当温度高于1500 ℃时, 晶粒会快速长大, 导致纤维结构从致密变疏松, 强度下降, 这限制了Hi-Nicalon S纤维在高温部件中的应用.但Hi-Nicalon S纤维抗氧化性能较好, 在干燥空气中1400 ℃处理10 h, 拉伸强度仍有1.8 GPa[29 ] , 而且它在辐照条件下结构和性能稳定, 可用于先进核能领域.KD-S纤维的制备工艺与Hi-Nicalon S类似, 其拉伸强度高达2.7 GPa, 在惰性气氛中1600 ℃处理后强度没有降低, 1800 ℃处理1 h后强度仍有1.63 GPa[13 ] . ...
Recent advances in Nicalon ceramic fibres including Hi-Nicalon type S
1
2000
... Hi-Nicalon S纤维是采用电子束辐照实现无氧交联, 其氧含量可以降低到1wt%以下.值得注意的是, 电子束交联是在惰性气氛中进行的, 一方面可以防止纤维在活性状态下被氧化, 另一方面利用气氛带走辐照产生的热量, 避免纤维在高温下熔并.交联后的纤维在1500 ℃左右H2 气氛中烧成, 去除富余碳.由于制备温度较低, Hi-Nicalon S纤维的晶粒尺寸(~100 nm)小于其他第三代SiC纤维(~200 nm)的晶粒尺寸, 当温度高于1500 ℃时, 晶粒会快速长大, 导致纤维结构从致密变疏松, 强度下降, 这限制了Hi-Nicalon S纤维在高温部件中的应用.但Hi-Nicalon S纤维抗氧化性能较好, 在干燥空气中1400 ℃处理10 h, 拉伸强度仍有1.8 GPa[29 ] , 而且它在辐照条件下结构和性能稳定, 可用于先进核能领域.KD-S纤维的制备工艺与Hi-Nicalon S类似, 其拉伸强度高达2.7 GPa, 在惰性气氛中1600 ℃处理后强度没有降低, 1800 ℃处理1 h后强度仍有1.63 GPa[13 ] . ...
A detailed study of the microstructure and thermal stability of typical SiC fibers
1
2018
... Tyranno SA纤维在Ar气氛中2000 ℃处理1 h, 拉伸强度仍保留80%, 空气中1000和1300 ℃处理100 h, 拉伸强度分别保留100%和55%.同时, 由于Tyranno SA还拥有其它纤维不具备的抗碱腐蚀性[21 ] , 因此用其增强的SiC基复合材料部件可以应用在靠近海洋或者处于含有碱性元素的燃烧气氛中.KD-SA与Tyranno SA的制备工艺类似, 性能接近, 晶粒尺寸200 nm左右, 在拉应力作用下, 该纤维展现出穿晶断裂, 在惰性气氛中1800 ℃处理5 h和1900 ℃处理1 h(高温处理后的纤维形貌见图5 )强度基本不变, 在空气中1300 ℃处理1 h的强度保留率可达97%[14 ,30 -32 ] . ...
Polyaluminocarbosilane as precursor for aluminium- containing SiC fiber from oxygen-free sources
2016
Facile synthesis of melt- spinnablepolyaluminocarbosilane using low-softening-point polycarbosilane for Si-C-Al-O fibers
1
2016
... Tyranno SA纤维在Ar气氛中2000 ℃处理1 h, 拉伸强度仍保留80%, 空气中1000和1300 ℃处理100 h, 拉伸强度分别保留100%和55%.同时, 由于Tyranno SA还拥有其它纤维不具备的抗碱腐蚀性[21 ] , 因此用其增强的SiC基复合材料部件可以应用在靠近海洋或者处于含有碱性元素的燃烧气氛中.KD-SA与Tyranno SA的制备工艺类似, 性能接近, 晶粒尺寸200 nm左右, 在拉应力作用下, 该纤维展现出穿晶断裂, 在惰性气氛中1800 ℃处理5 h和1900 ℃处理1 h(高温处理后的纤维形貌见图5 )强度基本不变, 在空气中1300 ℃处理1 h的强度保留率可达97%[14 ,30 -32 ] . ...
Comparison of the Tensile, Creep, and Rupture Strength Properties of Stoichiometric SiC Fibers
1
1999
... Sylramic纤维是以聚钛碳硅烷(PTC)为先驱体, 经熔融纺丝、空气不熔化处理后, 在纤维烧成过程中通过含硼化合物(如BCl3 , BF3 、BBr3 和硼烷等)的反应及扩散, 将烧结助剂B元素引入纤维中, 将Sylramic纤维在含N气氛中进一步加热, 将富余的B从晶界中去除, 并在纤维表面生成BN膜, 即得到Sylramic-iBN纤维.与Sylramic纤维相比, Sylramic-iBN纤维晶粒更大, 晶界更干净, 抗蠕变性能和电导率进一步提高, 抗氧化性也得到增强[33 ] . ...
Intermediate-temperature stress rupture of a woven Hi-Nicalon, BN-interphase, SiC- matrix composite in air
1
2010
... 连续SiC纤维增强SiC复合材料(SiCf /SiC)主要应用于高温、强氧化、强腐蚀及辐照条件下的结构部件, 如航空涡轮发动机叶片、喷气式发动机燃烧机的内衬、核聚变反应堆包层结构、包层流道内衬和转化器等[34 ,35 ,36 ,37 ] .随着应用领域技术的发展, 对SiCf /SiC复合材料的耐温性、抗氧化性、热导率和气密性等性能的要求越来越高.陶瓷基复合材料的制备工艺经过几十年的发展已经趋于成熟, 目前制备SiCf /SiC复合材料的主要工艺有化学气相渗透(Chemical Vapor Infiltration, CVI)、先驱体浸渍裂解(Polymer Infiltration and Pyrolysis, PIP)、熔渗(Melt Infiltration, MI)和纳米浸渍瞬时共晶相(Nano-powder Infiltration and Transient Eutectoid, NITE)等. ...
Current status and critical issues for development of SiC composites for fusion applications
2
2007
... 连续SiC纤维增强SiC复合材料(SiCf /SiC)主要应用于高温、强氧化、强腐蚀及辐照条件下的结构部件, 如航空涡轮发动机叶片、喷气式发动机燃烧机的内衬、核聚变反应堆包层结构、包层流道内衬和转化器等[34 ,35 ,36 ,37 ] .随着应用领域技术的发展, 对SiCf /SiC复合材料的耐温性、抗氧化性、热导率和气密性等性能的要求越来越高.陶瓷基复合材料的制备工艺经过几十年的发展已经趋于成熟, 目前制备SiCf /SiC复合材料的主要工艺有化学气相渗透(Chemical Vapor Infiltration, CVI)、先驱体浸渍裂解(Polymer Infiltration and Pyrolysis, PIP)、熔渗(Melt Infiltration, MI)和纳米浸渍瞬时共晶相(Nano-powder Infiltration and Transient Eutectoid, NITE)等. ...
... 核聚变反应堆的结构材料长期处于高温、高辐照和高应力的苛刻条件下, 以含有大量SiCx Oy 无定型相或β -SiC微晶(<10 nm)为特点的第一和第二代SiC纤维制备的SiCf /SiC复合材料, 经辐照后会引发SiCx Oy 相的分解、无定型态的结晶和β -SiC晶粒的长大(图6 ), Nicalon纤维和Hi-Nicalon纤维经辐照后, 纤维的密度均出现了增大, 意味着纤维体积收缩严重, 易导致纤维和基体剥离, 最终使SiCf /SiC失效[47 ,48 ] .第三代SiC纤维具有近化学计量比的组成, 几乎不含SiCx Oy 相, 并且结晶度高(图6 ), Tyranno SA纤维与CVD法制备的SiC经辐照后密度基本不变, 说明由二者制备SiCf /SiC复合材料在辐照条件下结构稳定, 更有利于在核能领域的应用.但是Sylramic-iBN纤维中含的B、N元素在辐射环境中会发生嬗变并产生长寿命的同位素, 不适宜用于聚变反应堆结构材料[49 ] .以Tyranno SA和 Hi-Nicalon S纤维作为增强体, 在辐照条件下制备SiCf /SiC复合材料的研究报道[50 ] , 主要是应用在包层的第一壁、流道插件、控制棒及偏滤器等部件[35 ,51 -53 ] . ...
Formation of carbon-rich layer on the surface of SiC fiber by sintering under vacuum for superior mechanical and thermal properties
1
2016
... 连续SiC纤维增强SiC复合材料(SiCf /SiC)主要应用于高温、强氧化、强腐蚀及辐照条件下的结构部件, 如航空涡轮发动机叶片、喷气式发动机燃烧机的内衬、核聚变反应堆包层结构、包层流道内衬和转化器等[34 ,35 ,36 ,37 ] .随着应用领域技术的发展, 对SiCf /SiC复合材料的耐温性、抗氧化性、热导率和气密性等性能的要求越来越高.陶瓷基复合材料的制备工艺经过几十年的发展已经趋于成熟, 目前制备SiCf /SiC复合材料的主要工艺有化学气相渗透(Chemical Vapor Infiltration, CVI)、先驱体浸渍裂解(Polymer Infiltration and Pyrolysis, PIP)、熔渗(Melt Infiltration, MI)和纳米浸渍瞬时共晶相(Nano-powder Infiltration and Transient Eutectoid, NITE)等. ...
The high-temperature corrosion behavior of SiBCN fibers for aerospace applications
1
2018
... 连续SiC纤维增强SiC复合材料(SiCf /SiC)主要应用于高温、强氧化、强腐蚀及辐照条件下的结构部件, 如航空涡轮发动机叶片、喷气式发动机燃烧机的内衬、核聚变反应堆包层结构、包层流道内衬和转化器等[34 ,35 ,36 ,37 ] .随着应用领域技术的发展, 对SiCf /SiC复合材料的耐温性、抗氧化性、热导率和气密性等性能的要求越来越高.陶瓷基复合材料的制备工艺经过几十年的发展已经趋于成熟, 目前制备SiCf /SiC复合材料的主要工艺有化学气相渗透(Chemical Vapor Infiltration, CVI)、先驱体浸渍裂解(Polymer Infiltration and Pyrolysis, PIP)、熔渗(Melt Infiltration, MI)和纳米浸渍瞬时共晶相(Nano-powder Infiltration and Transient Eutectoid, NITE)等. ...
Characterization of commercial grade Tyranno SA/CVI-SiC composites
1
2007
... 从制备工艺的角度来看, 第三代SiC纤维同样具有更大的优势.以第一、二代SiC纤维为增强体时, 一般采用制备温度较低(900~1200 ℃)的CVI和PIP工艺, 这两种工艺在制备过程中, 纤维不需要经历1400 ℃以上高温, 所得SiCf /SiC也就不具备高结晶、高致密化的特征, 因此无法满足高温应用领域的要求.Riccardi等[38 ] 采用CVI工艺制备了2D和3D Tyranno SA/SiC复合材料, 其杨氏模量分别为293和198 GPa, 剪切强度分别为54和45 MPa.MI工艺制备温度高于Si的熔点(1410 ℃), 一般在1400~1600 ℃范围内[39 ,40 ] , 对纤维损伤较大, 目前只有Tyranno SA、KD-SA和Sylramic-iBN第三代纤维的制备温度高于MI工艺温度, 因此纤维在制备复合材料的过程中损伤较小.Morscher等[41 ] 对MI工艺制备的Sylramic/SiC复合材料进行了抗蠕变和疲劳测试, 结果表明, 该材料在220 MPa的应力水平下可以保持500 h不失效.类似MI的方法也被用于SiCf /SiC部件的反应连接(Reaction bonding), 要求所连接的部件中SiC纤维能够承受1500 ℃高温[42 ] .同样地, NITE工艺要在1700~1800 ℃的高温和15~20 MPa的高压条件下进行, 现有连续SiC纤维中只有TyrannoSA、KD-SA和Sylramic满足NITE工艺过程中的高温高压条件.在用NITE方法制备复合材料的研究方面, 已有采用TyrannoSA 纤维作为增强体的研究报道[43 ,44 ] .Kishimoto等[45 ] 研究了NITE-Tyranno SA/SiC复合材料的辐照性能(辐照粒子为Si离子和He离子, 温度为1200 ℃, 剂量为60 dpa), 除了产生少量的微腔外, 其他无明显变化, 表现出良好的稳定性. ...
Making ceramic composites by melt infiltration
1
1994
... 从制备工艺的角度来看, 第三代SiC纤维同样具有更大的优势.以第一、二代SiC纤维为增强体时, 一般采用制备温度较低(900~1200 ℃)的CVI和PIP工艺, 这两种工艺在制备过程中, 纤维不需要经历1400 ℃以上高温, 所得SiCf /SiC也就不具备高结晶、高致密化的特征, 因此无法满足高温应用领域的要求.Riccardi等[38 ] 采用CVI工艺制备了2D和3D Tyranno SA/SiC复合材料, 其杨氏模量分别为293和198 GPa, 剪切强度分别为54和45 MPa.MI工艺制备温度高于Si的熔点(1410 ℃), 一般在1400~1600 ℃范围内[39 ,40 ] , 对纤维损伤较大, 目前只有Tyranno SA、KD-SA和Sylramic-iBN第三代纤维的制备温度高于MI工艺温度, 因此纤维在制备复合材料的过程中损伤较小.Morscher等[41 ] 对MI工艺制备的Sylramic/SiC复合材料进行了抗蠕变和疲劳测试, 结果表明, 该材料在220 MPa的应力水平下可以保持500 h不失效.类似MI的方法也被用于SiCf /SiC部件的反应连接(Reaction bonding), 要求所连接的部件中SiC纤维能够承受1500 ℃高温[42 ] .同样地, NITE工艺要在1700~1800 ℃的高温和15~20 MPa的高压条件下进行, 现有连续SiC纤维中只有TyrannoSA、KD-SA和Sylramic满足NITE工艺过程中的高温高压条件.在用NITE方法制备复合材料的研究方面, 已有采用TyrannoSA 纤维作为增强体的研究报道[43 ,44 ] .Kishimoto等[45 ] 研究了NITE-Tyranno SA/SiC复合材料的辐照性能(辐照粒子为Si离子和He离子, 温度为1200 ℃, 剂量为60 dpa), 除了产生少量的微腔外, 其他无明显变化, 表现出良好的稳定性. ...
Stress-dependent matrix cracking in 2D woven SiC-fiber reinforced melt-infiltrated SiC matrix composites
1
2004
... 从制备工艺的角度来看, 第三代SiC纤维同样具有更大的优势.以第一、二代SiC纤维为增强体时, 一般采用制备温度较低(900~1200 ℃)的CVI和PIP工艺, 这两种工艺在制备过程中, 纤维不需要经历1400 ℃以上高温, 所得SiCf /SiC也就不具备高结晶、高致密化的特征, 因此无法满足高温应用领域的要求.Riccardi等[38 ] 采用CVI工艺制备了2D和3D Tyranno SA/SiC复合材料, 其杨氏模量分别为293和198 GPa, 剪切强度分别为54和45 MPa.MI工艺制备温度高于Si的熔点(1410 ℃), 一般在1400~1600 ℃范围内[39 ,40 ] , 对纤维损伤较大, 目前只有Tyranno SA、KD-SA和Sylramic-iBN第三代纤维的制备温度高于MI工艺温度, 因此纤维在制备复合材料的过程中损伤较小.Morscher等[41 ] 对MI工艺制备的Sylramic/SiC复合材料进行了抗蠕变和疲劳测试, 结果表明, 该材料在220 MPa的应力水平下可以保持500 h不失效.类似MI的方法也被用于SiCf /SiC部件的反应连接(Reaction bonding), 要求所连接的部件中SiC纤维能够承受1500 ℃高温[42 ] .同样地, NITE工艺要在1700~1800 ℃的高温和15~20 MPa的高压条件下进行, 现有连续SiC纤维中只有TyrannoSA、KD-SA和Sylramic满足NITE工艺过程中的高温高压条件.在用NITE方法制备复合材料的研究方面, 已有采用TyrannoSA 纤维作为增强体的研究报道[43 ,44 ] .Kishimoto等[45 ] 研究了NITE-Tyranno SA/SiC复合材料的辐照性能(辐照粒子为Si离子和He离子, 温度为1200 ℃, 剂量为60 dpa), 除了产生少量的微腔外, 其他无明显变化, 表现出良好的稳定性. ...
Creep in vacuum of woven Sylramic-iBN melt-infiltrated composites
1
2011
... 从制备工艺的角度来看, 第三代SiC纤维同样具有更大的优势.以第一、二代SiC纤维为增强体时, 一般采用制备温度较低(900~1200 ℃)的CVI和PIP工艺, 这两种工艺在制备过程中, 纤维不需要经历1400 ℃以上高温, 所得SiCf /SiC也就不具备高结晶、高致密化的特征, 因此无法满足高温应用领域的要求.Riccardi等[38 ] 采用CVI工艺制备了2D和3D Tyranno SA/SiC复合材料, 其杨氏模量分别为293和198 GPa, 剪切强度分别为54和45 MPa.MI工艺制备温度高于Si的熔点(1410 ℃), 一般在1400~1600 ℃范围内[39 ,40 ] , 对纤维损伤较大, 目前只有Tyranno SA、KD-SA和Sylramic-iBN第三代纤维的制备温度高于MI工艺温度, 因此纤维在制备复合材料的过程中损伤较小.Morscher等[41 ] 对MI工艺制备的Sylramic/SiC复合材料进行了抗蠕变和疲劳测试, 结果表明, 该材料在220 MPa的应力水平下可以保持500 h不失效.类似MI的方法也被用于SiCf /SiC部件的反应连接(Reaction bonding), 要求所连接的部件中SiC纤维能够承受1500 ℃高温[42 ] .同样地, NITE工艺要在1700~1800 ℃的高温和15~20 MPa的高压条件下进行, 现有连续SiC纤维中只有TyrannoSA、KD-SA和Sylramic满足NITE工艺过程中的高温高压条件.在用NITE方法制备复合材料的研究方面, 已有采用TyrannoSA 纤维作为增强体的研究报道[43 ,44 ] .Kishimoto等[45 ] 研究了NITE-Tyranno SA/SiC复合材料的辐照性能(辐照粒子为Si离子和He离子, 温度为1200 ℃, 剂量为60 dpa), 除了产生少量的微腔外, 其他无明显变化, 表现出良好的稳定性. ...
Microstructure and mechanical properties of reaction- formed joints in reaction-bonded silicon carbide ceramics
1
1998
... 从制备工艺的角度来看, 第三代SiC纤维同样具有更大的优势.以第一、二代SiC纤维为增强体时, 一般采用制备温度较低(900~1200 ℃)的CVI和PIP工艺, 这两种工艺在制备过程中, 纤维不需要经历1400 ℃以上高温, 所得SiCf /SiC也就不具备高结晶、高致密化的特征, 因此无法满足高温应用领域的要求.Riccardi等[38 ] 采用CVI工艺制备了2D和3D Tyranno SA/SiC复合材料, 其杨氏模量分别为293和198 GPa, 剪切强度分别为54和45 MPa.MI工艺制备温度高于Si的熔点(1410 ℃), 一般在1400~1600 ℃范围内[39 ,40 ] , 对纤维损伤较大, 目前只有Tyranno SA、KD-SA和Sylramic-iBN第三代纤维的制备温度高于MI工艺温度, 因此纤维在制备复合材料的过程中损伤较小.Morscher等[41 ] 对MI工艺制备的Sylramic/SiC复合材料进行了抗蠕变和疲劳测试, 结果表明, 该材料在220 MPa的应力水平下可以保持500 h不失效.类似MI的方法也被用于SiCf /SiC部件的反应连接(Reaction bonding), 要求所连接的部件中SiC纤维能够承受1500 ℃高温[42 ] .同样地, NITE工艺要在1700~1800 ℃的高温和15~20 MPa的高压条件下进行, 现有连续SiC纤维中只有TyrannoSA、KD-SA和Sylramic满足NITE工艺过程中的高温高压条件.在用NITE方法制备复合材料的研究方面, 已有采用TyrannoSA 纤维作为增强体的研究报道[43 ,44 ] .Kishimoto等[45 ] 研究了NITE-Tyranno SA/SiC复合材料的辐照性能(辐照粒子为Si离子和He离子, 温度为1200 ℃, 剂量为60 dpa), 除了产生少量的微腔外, 其他无明显变化, 表现出良好的稳定性. ...
Advanced SiC fibers and SiC/SiC composites toward industrialization
1
2011
... 从制备工艺的角度来看, 第三代SiC纤维同样具有更大的优势.以第一、二代SiC纤维为增强体时, 一般采用制备温度较低(900~1200 ℃)的CVI和PIP工艺, 这两种工艺在制备过程中, 纤维不需要经历1400 ℃以上高温, 所得SiCf /SiC也就不具备高结晶、高致密化的特征, 因此无法满足高温应用领域的要求.Riccardi等[38 ] 采用CVI工艺制备了2D和3D Tyranno SA/SiC复合材料, 其杨氏模量分别为293和198 GPa, 剪切强度分别为54和45 MPa.MI工艺制备温度高于Si的熔点(1410 ℃), 一般在1400~1600 ℃范围内[39 ,40 ] , 对纤维损伤较大, 目前只有Tyranno SA、KD-SA和Sylramic-iBN第三代纤维的制备温度高于MI工艺温度, 因此纤维在制备复合材料的过程中损伤较小.Morscher等[41 ] 对MI工艺制备的Sylramic/SiC复合材料进行了抗蠕变和疲劳测试, 结果表明, 该材料在220 MPa的应力水平下可以保持500 h不失效.类似MI的方法也被用于SiCf /SiC部件的反应连接(Reaction bonding), 要求所连接的部件中SiC纤维能够承受1500 ℃高温[42 ] .同样地, NITE工艺要在1700~1800 ℃的高温和15~20 MPa的高压条件下进行, 现有连续SiC纤维中只有TyrannoSA、KD-SA和Sylramic满足NITE工艺过程中的高温高压条件.在用NITE方法制备复合材料的研究方面, 已有采用TyrannoSA 纤维作为增强体的研究报道[43 ,44 ] .Kishimoto等[45 ] 研究了NITE-Tyranno SA/SiC复合材料的辐照性能(辐照粒子为Si离子和He离子, 温度为1200 ℃, 剂量为60 dpa), 除了产生少量的微腔外, 其他无明显变化, 表现出良好的稳定性. ...
Processing optimization and mechanical evaluation of hot pressed 2D Tyranno-SA/SiC composites
1
2003
... 从制备工艺的角度来看, 第三代SiC纤维同样具有更大的优势.以第一、二代SiC纤维为增强体时, 一般采用制备温度较低(900~1200 ℃)的CVI和PIP工艺, 这两种工艺在制备过程中, 纤维不需要经历1400 ℃以上高温, 所得SiCf /SiC也就不具备高结晶、高致密化的特征, 因此无法满足高温应用领域的要求.Riccardi等[38 ] 采用CVI工艺制备了2D和3D Tyranno SA/SiC复合材料, 其杨氏模量分别为293和198 GPa, 剪切强度分别为54和45 MPa.MI工艺制备温度高于Si的熔点(1410 ℃), 一般在1400~1600 ℃范围内[39 ,40 ] , 对纤维损伤较大, 目前只有Tyranno SA、KD-SA和Sylramic-iBN第三代纤维的制备温度高于MI工艺温度, 因此纤维在制备复合材料的过程中损伤较小.Morscher等[41 ] 对MI工艺制备的Sylramic/SiC复合材料进行了抗蠕变和疲劳测试, 结果表明, 该材料在220 MPa的应力水平下可以保持500 h不失效.类似MI的方法也被用于SiCf /SiC部件的反应连接(Reaction bonding), 要求所连接的部件中SiC纤维能够承受1500 ℃高温[42 ] .同样地, NITE工艺要在1700~1800 ℃的高温和15~20 MPa的高压条件下进行, 现有连续SiC纤维中只有TyrannoSA、KD-SA和Sylramic满足NITE工艺过程中的高温高压条件.在用NITE方法制备复合材料的研究方面, 已有采用TyrannoSA 纤维作为增强体的研究报道[43 ,44 ] .Kishimoto等[45 ] 研究了NITE-Tyranno SA/SiC复合材料的辐照性能(辐照粒子为Si离子和He离子, 温度为1200 ℃, 剂量为60 dpa), 除了产生少量的微腔外, 其他无明显变化, 表现出良好的稳定性. ...
Microstructural evolution analysis of NITE SiC/SiC composite using TEM examination and dual-ion irradiation
1
2007
... 从制备工艺的角度来看, 第三代SiC纤维同样具有更大的优势.以第一、二代SiC纤维为增强体时, 一般采用制备温度较低(900~1200 ℃)的CVI和PIP工艺, 这两种工艺在制备过程中, 纤维不需要经历1400 ℃以上高温, 所得SiCf /SiC也就不具备高结晶、高致密化的特征, 因此无法满足高温应用领域的要求.Riccardi等[38 ] 采用CVI工艺制备了2D和3D Tyranno SA/SiC复合材料, 其杨氏模量分别为293和198 GPa, 剪切强度分别为54和45 MPa.MI工艺制备温度高于Si的熔点(1410 ℃), 一般在1400~1600 ℃范围内[39 ,40 ] , 对纤维损伤较大, 目前只有Tyranno SA、KD-SA和Sylramic-iBN第三代纤维的制备温度高于MI工艺温度, 因此纤维在制备复合材料的过程中损伤较小.Morscher等[41 ] 对MI工艺制备的Sylramic/SiC复合材料进行了抗蠕变和疲劳测试, 结果表明, 该材料在220 MPa的应力水平下可以保持500 h不失效.类似MI的方法也被用于SiCf /SiC部件的反应连接(Reaction bonding), 要求所连接的部件中SiC纤维能够承受1500 ℃高温[42 ] .同样地, NITE工艺要在1700~1800 ℃的高温和15~20 MPa的高压条件下进行, 现有连续SiC纤维中只有TyrannoSA、KD-SA和Sylramic满足NITE工艺过程中的高温高压条件.在用NITE方法制备复合材料的研究方面, 已有采用TyrannoSA 纤维作为增强体的研究报道[43 ,44 ] .Kishimoto等[45 ] 研究了NITE-Tyranno SA/SiC复合材料的辐照性能(辐照粒子为Si离子和He离子, 温度为1200 ℃, 剂量为60 dpa), 除了产生少量的微腔外, 其他无明显变化, 表现出良好的稳定性. ...
Research and application of polyimide composites for aeroengine
2
2017
... 不同型号SiCf /SiC复合材料及性能[46 ] ...
... Different SiCf /SiC composites and their properties[46 ] ...
The effect of high dose/high temperature irradiation on high purity fibers and their silicon carbide composites
3
2008
... 核聚变反应堆的结构材料长期处于高温、高辐照和高应力的苛刻条件下, 以含有大量SiCx Oy 无定型相或β -SiC微晶(<10 nm)为特点的第一和第二代SiC纤维制备的SiCf /SiC复合材料, 经辐照后会引发SiCx Oy 相的分解、无定型态的结晶和β -SiC晶粒的长大(图6 ), Nicalon纤维和Hi-Nicalon纤维经辐照后, 纤维的密度均出现了增大, 意味着纤维体积收缩严重, 易导致纤维和基体剥离, 最终使SiCf /SiC失效[47 ,48 ] .第三代SiC纤维具有近化学计量比的组成, 几乎不含SiCx Oy 相, 并且结晶度高(图6 ), Tyranno SA纤维与CVD法制备的SiC经辐照后密度基本不变, 说明由二者制备SiCf /SiC复合材料在辐照条件下结构稳定, 更有利于在核能领域的应用.但是Sylramic-iBN纤维中含的B、N元素在辐射环境中会发生嬗变并产生长寿命的同位素, 不适宜用于聚变反应堆结构材料[49 ] .以Tyranno SA和 Hi-Nicalon S纤维作为增强体, 在辐照条件下制备SiCf /SiC复合材料的研究报道[50 ] , 主要是应用在包层的第一壁、流道插件、控制棒及偏滤器等部件[35 ,51 -53 ] . ...
... [
47 ]
Relative density change of SiC fibers and CVD-SiC by neutron irradiation[47 ] Fig. 6
同样地, Katoh等[54 ] 用Hi-Nicalon S和Tyranno SA制备的CVI SiCf /SiC试样与CVD工艺制备的纯SiC进行了不同辐照条件下的性能对比, 它们的体积膨胀规律基本相同, 并且膨胀率很低(图7 ); JONES等[55 ] 研究结果表明, 在800 ℃、10 dpa的辐照条件下, 用Hi-Nicalon S和Tyranno-SA制备SiCf /SiC试样的性能基本无变化. ...
... [
47 ]
Fig. 6
同样地, Katoh等[54 ] 用Hi-Nicalon S和Tyranno SA制备的CVI SiCf /SiC试样与CVD工艺制备的纯SiC进行了不同辐照条件下的性能对比, 它们的体积膨胀规律基本相同, 并且膨胀率很低(图7 ); JONES等[55 ] 研究结果表明, 在800 ℃、10 dpa的辐照条件下, 用Hi-Nicalon S和Tyranno-SA制备SiCf /SiC试样的性能基本无变化. ...
The effect of irradiation on the stability and properties of monolithic silicon carbide and SiCf /SiC composites up to 25 dpa
1
1994
... 核聚变反应堆的结构材料长期处于高温、高辐照和高应力的苛刻条件下, 以含有大量SiCx Oy 无定型相或β -SiC微晶(<10 nm)为特点的第一和第二代SiC纤维制备的SiCf /SiC复合材料, 经辐照后会引发SiCx Oy 相的分解、无定型态的结晶和β -SiC晶粒的长大(图6 ), Nicalon纤维和Hi-Nicalon纤维经辐照后, 纤维的密度均出现了增大, 意味着纤维体积收缩严重, 易导致纤维和基体剥离, 最终使SiCf /SiC失效[47 ,48 ] .第三代SiC纤维具有近化学计量比的组成, 几乎不含SiCx Oy 相, 并且结晶度高(图6 ), Tyranno SA纤维与CVD法制备的SiC经辐照后密度基本不变, 说明由二者制备SiCf /SiC复合材料在辐照条件下结构稳定, 更有利于在核能领域的应用.但是Sylramic-iBN纤维中含的B、N元素在辐射环境中会发生嬗变并产生长寿命的同位素, 不适宜用于聚变反应堆结构材料[49 ] .以Tyranno SA和 Hi-Nicalon S纤维作为增强体, 在辐照条件下制备SiCf /SiC复合材料的研究报道[50 ] , 主要是应用在包层的第一壁、流道插件、控制棒及偏滤器等部件[35 ,51 -53 ] . ...
The effect of neutron irradiation on silicon carbide fibers
1
1997
... 核聚变反应堆的结构材料长期处于高温、高辐照和高应力的苛刻条件下, 以含有大量SiCx Oy 无定型相或β -SiC微晶(<10 nm)为特点的第一和第二代SiC纤维制备的SiCf /SiC复合材料, 经辐照后会引发SiCx Oy 相的分解、无定型态的结晶和β -SiC晶粒的长大(图6 ), Nicalon纤维和Hi-Nicalon纤维经辐照后, 纤维的密度均出现了增大, 意味着纤维体积收缩严重, 易导致纤维和基体剥离, 最终使SiCf /SiC失效[47 ,48 ] .第三代SiC纤维具有近化学计量比的组成, 几乎不含SiCx Oy 相, 并且结晶度高(图6 ), Tyranno SA纤维与CVD法制备的SiC经辐照后密度基本不变, 说明由二者制备SiCf /SiC复合材料在辐照条件下结构稳定, 更有利于在核能领域的应用.但是Sylramic-iBN纤维中含的B、N元素在辐射环境中会发生嬗变并产生长寿命的同位素, 不适宜用于聚变反应堆结构材料[49 ] .以Tyranno SA和 Hi-Nicalon S纤维作为增强体, 在辐照条件下制备SiCf /SiC复合材料的研究报道[50 ] , 主要是应用在包层的第一壁、流道插件、控制棒及偏滤器等部件[35 ,51 -53 ] . ...
Continuous SiC fiber, CVI SiC matrix composites for nuclear applications: properties and irradiation effects
1
2014
... 核聚变反应堆的结构材料长期处于高温、高辐照和高应力的苛刻条件下, 以含有大量SiCx Oy 无定型相或β -SiC微晶(<10 nm)为特点的第一和第二代SiC纤维制备的SiCf /SiC复合材料, 经辐照后会引发SiCx Oy 相的分解、无定型态的结晶和β -SiC晶粒的长大(图6 ), Nicalon纤维和Hi-Nicalon纤维经辐照后, 纤维的密度均出现了增大, 意味着纤维体积收缩严重, 易导致纤维和基体剥离, 最终使SiCf /SiC失效[47 ,48 ] .第三代SiC纤维具有近化学计量比的组成, 几乎不含SiCx Oy 相, 并且结晶度高(图6 ), Tyranno SA纤维与CVD法制备的SiC经辐照后密度基本不变, 说明由二者制备SiCf /SiC复合材料在辐照条件下结构稳定, 更有利于在核能领域的应用.但是Sylramic-iBN纤维中含的B、N元素在辐射环境中会发生嬗变并产生长寿命的同位素, 不适宜用于聚变反应堆结构材料[49 ] .以Tyranno SA和 Hi-Nicalon S纤维作为增强体, 在辐照条件下制备SiCf /SiC复合材料的研究报道[50 ] , 主要是应用在包层的第一壁、流道插件、控制棒及偏滤器等部件[35 ,51 -53 ] . ...
Materials research towards a fusion reactor
1
2001
... 核聚变反应堆的结构材料长期处于高温、高辐照和高应力的苛刻条件下, 以含有大量SiCx Oy 无定型相或β -SiC微晶(<10 nm)为特点的第一和第二代SiC纤维制备的SiCf /SiC复合材料, 经辐照后会引发SiCx Oy 相的分解、无定型态的结晶和β -SiC晶粒的长大(图6 ), Nicalon纤维和Hi-Nicalon纤维经辐照后, 纤维的密度均出现了增大, 意味着纤维体积收缩严重, 易导致纤维和基体剥离, 最终使SiCf /SiC失效[47 ,48 ] .第三代SiC纤维具有近化学计量比的组成, 几乎不含SiCx Oy 相, 并且结晶度高(图6 ), Tyranno SA纤维与CVD法制备的SiC经辐照后密度基本不变, 说明由二者制备SiCf /SiC复合材料在辐照条件下结构稳定, 更有利于在核能领域的应用.但是Sylramic-iBN纤维中含的B、N元素在辐射环境中会发生嬗变并产生长寿命的同位素, 不适宜用于聚变反应堆结构材料[49 ] .以Tyranno SA和 Hi-Nicalon S纤维作为增强体, 在辐照条件下制备SiCf /SiC复合材料的研究报道[50 ] , 主要是应用在包层的第一壁、流道插件、控制棒及偏滤器等部件[35 ,51 -53 ] . ...
Recent advances and issues in development of silicon carbide composites for fusion applications
2010
Compatibility of PIP SiCf /SiC with LiPb at 700 ℃
1
2010
... 核聚变反应堆的结构材料长期处于高温、高辐照和高应力的苛刻条件下, 以含有大量SiCx Oy 无定型相或β -SiC微晶(<10 nm)为特点的第一和第二代SiC纤维制备的SiCf /SiC复合材料, 经辐照后会引发SiCx Oy 相的分解、无定型态的结晶和β -SiC晶粒的长大(图6 ), Nicalon纤维和Hi-Nicalon纤维经辐照后, 纤维的密度均出现了增大, 意味着纤维体积收缩严重, 易导致纤维和基体剥离, 最终使SiCf /SiC失效[47 ,48 ] .第三代SiC纤维具有近化学计量比的组成, 几乎不含SiCx Oy 相, 并且结晶度高(图6 ), Tyranno SA纤维与CVD法制备的SiC经辐照后密度基本不变, 说明由二者制备SiCf /SiC复合材料在辐照条件下结构稳定, 更有利于在核能领域的应用.但是Sylramic-iBN纤维中含的B、N元素在辐射环境中会发生嬗变并产生长寿命的同位素, 不适宜用于聚变反应堆结构材料[49 ] .以Tyranno SA和 Hi-Nicalon S纤维作为增强体, 在辐照条件下制备SiCf /SiC复合材料的研究报道[50 ] , 主要是应用在包层的第一壁、流道插件、控制棒及偏滤器等部件[35 ,51 -53 ] . ...
High-dose neutron irradiation of Hi-Nicalon type S silicon carbide composites. Part 2: Mechanical and physical properties
3
2015
... 同样地, Katoh等[54 ] 用Hi-Nicalon S和Tyranno SA制备的CVI SiCf /SiC试样与CVD工艺制备的纯SiC进行了不同辐照条件下的性能对比, 它们的体积膨胀规律基本相同, 并且膨胀率很低(图7 ); JONES等[55 ] 研究结果表明, 在800 ℃、10 dpa的辐照条件下, 用Hi-Nicalon S和Tyranno-SA制备SiCf /SiC试样的性能基本无变化. ...
... [
54 ]
Swelling of Hi-Nicalon S, CVI SiC-matrix composites plotted against irradiation temperature[54 ] Fig. 7
反应堆中的结构材料承受高的热载荷, 具有高的热导率(λ )有利于减少热应力, 所以希望获得具有较高热导率的SiCf /SiC复合材料[56 ] .而使用CVI工艺制备的Nicalon纤维增强SiC基复合材料在室温下的热导率仅为10 W/(m·K), PIP工艺制备的SiCf /SiC复合材料的热导率更低, 不能很好地满足核反应堆对结构材料的要求[57 ,58 ,59 ,60 ] .第三代SiC纤维热导率则较高, Hi-Nicalon S为18 W/(m·K), Tyranno SA更是高达65 W/(m·K).Yamada等[61 ] 分别以Tyranno SA和Hi-Nicalon S为增强体, 通过CVI方法制备了3D SiCf /SiC复合材料, 并研究了热导率.前者在室温和1000 ℃下的热导率分别为40~50和24 W/(m·K), 后者则分别为36和20 W/(m·K). ...
... [
54 ]
Fig. 7
反应堆中的结构材料承受高的热载荷, 具有高的热导率(λ )有利于减少热应力, 所以希望获得具有较高热导率的SiCf /SiC复合材料[56 ] .而使用CVI工艺制备的Nicalon纤维增强SiC基复合材料在室温下的热导率仅为10 W/(m·K), PIP工艺制备的SiCf /SiC复合材料的热导率更低, 不能很好地满足核反应堆对结构材料的要求[57 ,58 ,59 ,60 ] .第三代SiC纤维热导率则较高, Hi-Nicalon S为18 W/(m·K), Tyranno SA更是高达65 W/(m·K).Yamada等[61 ] 分别以Tyranno SA和Hi-Nicalon S为增强体, 通过CVI方法制备了3D SiCf /SiC复合材料, 并研究了热导率.前者在室温和1000 ℃下的热导率分别为40~50和24 W/(m·K), 后者则分别为36和20 W/(m·K). ...
Promise and challenges of SiCf /SiC composites for fusion energy applications
1
2002
... 同样地, Katoh等[54 ] 用Hi-Nicalon S和Tyranno SA制备的CVI SiCf /SiC试样与CVD工艺制备的纯SiC进行了不同辐照条件下的性能对比, 它们的体积膨胀规律基本相同, 并且膨胀率很低(图7 ); JONES等[55 ] 研究结果表明, 在800 ℃、10 dpa的辐照条件下, 用Hi-Nicalon S和Tyranno-SA制备SiCf /SiC试样的性能基本无变化. ...
A fusion power reactor concept using SiC/SiC composites
1
1998
... 反应堆中的结构材料承受高的热载荷, 具有高的热导率(λ )有利于减少热应力, 所以希望获得具有较高热导率的SiCf /SiC复合材料[56 ] .而使用CVI工艺制备的Nicalon纤维增强SiC基复合材料在室温下的热导率仅为10 W/(m·K), PIP工艺制备的SiCf /SiC复合材料的热导率更低, 不能很好地满足核反应堆对结构材料的要求[57 ,58 ,59 ,60 ] .第三代SiC纤维热导率则较高, Hi-Nicalon S为18 W/(m·K), Tyranno SA更是高达65 W/(m·K).Yamada等[61 ] 分别以Tyranno SA和Hi-Nicalon S为增强体, 通过CVI方法制备了3D SiCf /SiC复合材料, 并研究了热导率.前者在室温和1000 ℃下的热导率分别为40~50和24 W/(m·K), 后者则分别为36和20 W/(m·K). ...
Status of silicon carbide composites for fusion
1
1996
... 反应堆中的结构材料承受高的热载荷, 具有高的热导率(λ )有利于减少热应力, 所以希望获得具有较高热导率的SiCf /SiC复合材料[56 ] .而使用CVI工艺制备的Nicalon纤维增强SiC基复合材料在室温下的热导率仅为10 W/(m·K), PIP工艺制备的SiCf /SiC复合材料的热导率更低, 不能很好地满足核反应堆对结构材料的要求[57 ,58 ,59 ,60 ] .第三代SiC纤维热导率则较高, Hi-Nicalon S为18 W/(m·K), Tyranno SA更是高达65 W/(m·K).Yamada等[61 ] 分别以Tyranno SA和Hi-Nicalon S为增强体, 通过CVI方法制备了3D SiCf /SiC复合材料, 并研究了热导率.前者在室温和1000 ℃下的热导率分别为40~50和24 W/(m·K), 后者则分别为36和20 W/(m·K). ...
Critical issues and current status of SiCf /SiC composites for fusion
1
2000
... 反应堆中的结构材料承受高的热载荷, 具有高的热导率(λ )有利于减少热应力, 所以希望获得具有较高热导率的SiCf /SiC复合材料[56 ] .而使用CVI工艺制备的Nicalon纤维增强SiC基复合材料在室温下的热导率仅为10 W/(m·K), PIP工艺制备的SiCf /SiC复合材料的热导率更低, 不能很好地满足核反应堆对结构材料的要求[57 ,58 ,59 ,60 ] .第三代SiC纤维热导率则较高, Hi-Nicalon S为18 W/(m·K), Tyranno SA更是高达65 W/(m·K).Yamada等[61 ] 分别以Tyranno SA和Hi-Nicalon S为增强体, 通过CVI方法制备了3D SiCf /SiC复合材料, 并研究了热导率.前者在室温和1000 ℃下的热导率分别为40~50和24 W/(m·K), 后者则分别为36和20 W/(m·K). ...
Effects of neutron irradiation on thermal conductivity of SiC-based composites and monolithic ceramics
1
1996
... 反应堆中的结构材料承受高的热载荷, 具有高的热导率(λ )有利于减少热应力, 所以希望获得具有较高热导率的SiCf /SiC复合材料[56 ] .而使用CVI工艺制备的Nicalon纤维增强SiC基复合材料在室温下的热导率仅为10 W/(m·K), PIP工艺制备的SiCf /SiC复合材料的热导率更低, 不能很好地满足核反应堆对结构材料的要求[57 ,58 ,59 ,60 ] .第三代SiC纤维热导率则较高, Hi-Nicalon S为18 W/(m·K), Tyranno SA更是高达65 W/(m·K).Yamada等[61 ] 分别以Tyranno SA和Hi-Nicalon S为增强体, 通过CVI方法制备了3D SiCf /SiC复合材料, 并研究了热导率.前者在室温和1000 ℃下的热导率分别为40~50和24 W/(m·K), 后者则分别为36和20 W/(m·K). ...
Radiation resistant ceramic matrix composites
1
1997
... 反应堆中的结构材料承受高的热载荷, 具有高的热导率(λ )有利于减少热应力, 所以希望获得具有较高热导率的SiCf /SiC复合材料[56 ] .而使用CVI工艺制备的Nicalon纤维增强SiC基复合材料在室温下的热导率仅为10 W/(m·K), PIP工艺制备的SiCf /SiC复合材料的热导率更低, 不能很好地满足核反应堆对结构材料的要求[57 ,58 ,59 ,60 ] .第三代SiC纤维热导率则较高, Hi-Nicalon S为18 W/(m·K), Tyranno SA更是高达65 W/(m·K).Yamada等[61 ] 分别以Tyranno SA和Hi-Nicalon S为增强体, 通过CVI方法制备了3D SiCf /SiC复合材料, 并研究了热导率.前者在室温和1000 ℃下的热导率分别为40~50和24 W/(m·K), 后者则分别为36和20 W/(m·K). ...
Thermal diffusivity/conductivity of Tyranno SA fiber- and Hi-Nicalon type S fiber-reinforced 3-D SiC/SiC composites
1
2004
... 反应堆中的结构材料承受高的热载荷, 具有高的热导率(λ )有利于减少热应力, 所以希望获得具有较高热导率的SiCf /SiC复合材料[56 ] .而使用CVI工艺制备的Nicalon纤维增强SiC基复合材料在室温下的热导率仅为10 W/(m·K), PIP工艺制备的SiCf /SiC复合材料的热导率更低, 不能很好地满足核反应堆对结构材料的要求[57 ,58 ,59 ,60 ] .第三代SiC纤维热导率则较高, Hi-Nicalon S为18 W/(m·K), Tyranno SA更是高达65 W/(m·K).Yamada等[61 ] 分别以Tyranno SA和Hi-Nicalon S为增强体, 通过CVI方法制备了3D SiCf /SiC复合材料, 并研究了热导率.前者在室温和1000 ℃下的热导率分别为40~50和24 W/(m·K), 后者则分别为36和20 W/(m·K). ...
Prototype tokamak fusion reactor based on SiC/SiC composite material focusing on easy maintenance
1
2000
... 西方发达国家十分重视SiCf /SiC在核聚变领域的研究, 日本也凭借SiC纤维研制方面的优势, 积极与欧美合作.如日本的DREAM和A-SSTR2包层概念设计选用SiCf /SiC复合材料作为第一壁/包层结构材料[62 ,63 ] ; 欧盟的PPCS(the Power Plant Conceptual Study)包层概念设计采用SiCf /SiC复合材料制造流道插件[64 ] ; 美国的ARIES-AT的偏滤器设计采取SiCf /SiC 复合材料作为结构材料[65 ,66 ] . ...
Review of blanket designs for advanced fusion reactors
1
2008
... 西方发达国家十分重视SiCf /SiC在核聚变领域的研究, 日本也凭借SiC纤维研制方面的优势, 积极与欧美合作.如日本的DREAM和A-SSTR2包层概念设计选用SiCf /SiC复合材料作为第一壁/包层结构材料[62 ,63 ] ; 欧盟的PPCS(the Power Plant Conceptual Study)包层概念设计采用SiCf /SiC复合材料制造流道插件[64 ] ; 美国的ARIES-AT的偏滤器设计采取SiCf /SiC 复合材料作为结构材料[65 ,66 ] . ...
The EU advanced lead lithium blanket concept using SiCf /SiC flow channel inserts as electrical and thermal insulators
1
2001
... 西方发达国家十分重视SiCf /SiC在核聚变领域的研究, 日本也凭借SiC纤维研制方面的优势, 积极与欧美合作.如日本的DREAM和A-SSTR2包层概念设计选用SiCf /SiC复合材料作为第一壁/包层结构材料[62 ,63 ] ; 欧盟的PPCS(the Power Plant Conceptual Study)包层概念设计采用SiCf /SiC复合材料制造流道插件[64 ] ; 美国的ARIES-AT的偏滤器设计采取SiCf /SiC 复合材料作为结构材料[65 ,66 ] . ...
Divertor conceptual designs for a fusion power plant
1
2008
... 西方发达国家十分重视SiCf /SiC在核聚变领域的研究, 日本也凭借SiC纤维研制方面的优势, 积极与欧美合作.如日本的DREAM和A-SSTR2包层概念设计选用SiCf /SiC复合材料作为第一壁/包层结构材料[62 ,63 ] ; 欧盟的PPCS(the Power Plant Conceptual Study)包层概念设计采用SiCf /SiC复合材料制造流道插件[64 ] ; 美国的ARIES-AT的偏滤器设计采取SiCf /SiC 复合材料作为结构材料[65 ,66 ] . ...
Potential performances of a divertor concept based on liquid metal cooled SiCf /SiC structures
1
2003
... 西方发达国家十分重视SiCf /SiC在核聚变领域的研究, 日本也凭借SiC纤维研制方面的优势, 积极与欧美合作.如日本的DREAM和A-SSTR2包层概念设计选用SiCf /SiC复合材料作为第一壁/包层结构材料[62 ,63 ] ; 欧盟的PPCS(the Power Plant Conceptual Study)包层概念设计采用SiCf /SiC复合材料制造流道插件[64 ] ; 美国的ARIES-AT的偏滤器设计采取SiCf /SiC 复合材料作为结构材料[65 ,66 ] . ...
Thermal insulator of porous SiC/SiC composites for fusion blanket system
3
2011
... 日本使用Tyranno SA纤维通过NITE工艺制备了若干SiCf /SiC复合材料构件.如Satori等[67 ] 制备了夹层结构的SiCf /SiC复合材料隔热面板(图8 ), 研究了孔的结构与热导率的关系, 对应用于核聚变反应的隔热系统有指导意义; Kishimoto等[68 ] 制备了SiCf /SiC复合材料加热器(图9 ), 材料的电导率在室温到1000 ℃的范围内受温度变化影响较小, 且经过1000 ℃/1 h空气中热处理后电导率变化不大, 为加热器的精确控温提供了良好的基础, 可应用于核裂变堆辐照部件. ...
... [
67 ]
Process of hybrid NITE-SiC insulator[67 ] Fig. 8
图9 SiCf /SiC复合材料加热器的剖面照片(a)和实物照片及红外图像(b)[68 ] (a) Sectional view of SiCf /SiC heater with tungsten terminal, (b) SiCf /SiC heater for BR2 with IR image[68 ] Fig. 9
5 结束语 第三代SiC纤维拥有比前两代更优异的耐温性能, 使其在制备SiCf /SiC复合材料时可以经受更高的制备温度, 提高了复合材料的性能; 同时近化学计量比、高结晶的特性也使其在辐照条件下能够保持自身结构稳定, 在核能领域的应用具有明显优势. ...
... [
67 ]
Fig. 8
图9 SiCf /SiC复合材料加热器的剖面照片(a)和实物照片及红外图像(b)[68 ] (a) Sectional view of SiCf /SiC heater with tungsten terminal, (b) SiCf /SiC heater for BR2 with IR image[68 ] Fig. 9
5 结束语 第三代SiC纤维拥有比前两代更优异的耐温性能, 使其在制备SiCf /SiC复合材料时可以经受更高的制备温度, 提高了复合材料的性能; 同时近化学计量比、高结晶的特性也使其在辐照条件下能够保持自身结构稳定, 在核能领域的应用具有明显优势. ...
SiC/SiC and W/SiC/SiC composite heater by NITE-method for IFMIF and fission reactor irradiation rigs
3
2011
... 日本使用Tyranno SA纤维通过NITE工艺制备了若干SiCf /SiC复合材料构件.如Satori等[67 ] 制备了夹层结构的SiCf /SiC复合材料隔热面板(图8 ), 研究了孔的结构与热导率的关系, 对应用于核聚变反应的隔热系统有指导意义; Kishimoto等[68 ] 制备了SiCf /SiC复合材料加热器(图9 ), 材料的电导率在室温到1000 ℃的范围内受温度变化影响较小, 且经过1000 ℃/1 h空气中热处理后电导率变化不大, 为加热器的精确控温提供了良好的基础, 可应用于核裂变堆辐照部件. ...
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68 ]
(a) Sectional view of SiCf /SiC heater with tungsten terminal, (b) SiCf /SiC heater for BR2 with IR image[68 ] Fig. 9
5 结束语 第三代SiC纤维拥有比前两代更优异的耐温性能, 使其在制备SiCf /SiC复合材料时可以经受更高的制备温度, 提高了复合材料的性能; 同时近化学计量比、高结晶的特性也使其在辐照条件下能够保持自身结构稳定, 在核能领域的应用具有明显优势. ...
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68 ]
Fig. 9
5 结束语 第三代SiC纤维拥有比前两代更优异的耐温性能, 使其在制备SiCf /SiC复合材料时可以经受更高的制备温度, 提高了复合材料的性能; 同时近化学计量比、高结晶的特性也使其在辐照条件下能够保持自身结构稳定, 在核能领域的应用具有明显优势. ...