[发明专利]一种MC-SiC超高温陶瓷纤维的制备方法

说明书

本发明提供一种MC‑SiC超高温陶瓷纤维的制备方法，包括以下步骤：1)在溶剂存在和惰性气氛保护的情况下依序对混合后的聚碳硅烷、金属粉和分散剂进行球磨和超声分散，除去溶剂得到混合先驱体；2)对混合先驱体依序进行连续熔融纺丝、不熔化处理和高温热解处理，得到MC‑SiC超高温陶瓷纤维。本发明提供的MC‑SiC超高温陶瓷纤维制备方法通过引入分散剂和溶剂将聚碳硅烷和金属钽粉或铪粉混合后，采用球磨和超声分散实现钽粉或铪粉在聚碳硅烷中均匀分散，得到具有较高陶瓷产率和较好纺丝性能的混杂先驱体，从而通过后续常规方法制备得到具有较好性能的陶瓷纤维。

技术领域

本发明涉及陶瓷纤维技术领域，具体的涉及一种MC-SiC超高温陶瓷纤维的制备方法。

背景技术

随着飞行器向着长航时、高马赫数的方向发展，其迎风面如鼻锥、翼前缘、垂尾等关键部位的热环境日益恶劣，使用时温度常可高达2000℃以上。为了实现跨大气层飞行器鼻锥和机翼前缘的重复使用，这就要求所用材料能做到低烧蚀甚至零烧蚀，这就迫切需要开发超高温结构材料。连续纤维增强的超高温陶瓷基复合材料在兼具超高温陶瓷的高比强度、高熔点、耐高温和抗烧蚀等优异性能的同时，大幅提高了材料的断裂韧性，是超高温材料研究的热点。对于连续纤维增强的超高温陶瓷基复合材料，纤维是复合材料的主要承载者，纤维性能的好坏直接决定了复合材料最终的力学性能和使用温度，所以性能优异的纤维是制备超高温陶瓷基复合材料的基础。

目前超高温陶瓷基复合材料所用的增强纤维主要为碳纤维和SiC纤维。碳纤维具有密度小、强度高、比模量高、热膨胀系数小、在惰性气氛中热稳定性好的优点，但在氧化性气氛中，碳纤维在300℃以上即开始氧化，虽然通过纤维涂层的方式可改善其耐高温氧化性能，但是仍难以满足超高温陶瓷基复合材料对增强体耐高温氧化的性能要求。SiC纤维具有高强度、低密度、耐高温氧化、耐化学腐蚀、耐热冲击、高的抗拉强度、良好的抗蠕变性能以及与陶瓷基体良好的相容性等优异性能，但目前工业化生产的SiC陶瓷纤维其最高使用温度仅到1800℃，难以满足超高温陶瓷基复合材料对增强体耐超高温性能的要求。