宁波材料所突破高结晶连续碳化硅纤维关键技术

　　【仪表网 研发快讯】碳化硅纤维具有低密度、高强度、高模量以及优异的耐高温、抗氧化、耐辐照和耐腐蚀等性能，在核电等领域具有极其重要的应用价值。在核电领域，碳化硅纤维增强碳化硅复合材料因其低中子毒性、耐中子辐照和耐高温氧化等特性, 因此被认为是改变未来核能产业游戏规则的重要战略材料，也是核电强国竞逐的关键材料之一。
 

　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所自2014年起开展高性能连续碳化硅纤维研究工作，陆续突破了特种硅基先驱体合成、高速熔融纺丝、低氧不熔化、高温陶瓷化和纤维致密化等关键技术，掌握了先驱体转化陶瓷过程关键物理化学机制和微晶微结构调控技术，成功获得高结晶连续碳化硅纤维(NIMTE-S13)。近日，经CNAS第三方检测，该连续碳化硅纤维的平均拉伸强度达到2.4 GPa，拉伸模量为440 GPa，微晶尺寸大于40nm，氧含量低于0.5%，具有优异的耐高温、耐辐照和导热性能，有望在下一代核能系统等应用环境中发挥重要作用。
 

　　该研究得到国家发改委重大科教基础设施平台、国家自然科学基金委重大研究计划、中国科学院战略先导专项等重大项目的长期稳定支持。
 

图1  高结晶连续碳化硅纤维微观形貌图片
 

图2  高结晶连续碳化硅纤维X射线衍射图谱
 

图3  高结晶连续碳化硅纤维实物图
 

　　表1  NIMTE-S13高结晶连续碳化硅纤维与国外主流产品的性能对比