碳纤维增强陶瓷基复合材料,是以碳纤维为增强体,以碳化硅陶瓷为基体,通过一定复合工艺结合制成的新型复合材料,也称为C/SiC陶瓷基复合材料。碳纤维增强陶瓷基复合材料结合了碳纤维、碳化硅陶瓷的的优异性能,避免了二者的缺点,综合性能突出,可以广泛应用在航空航天、交通工具等领域。
碳化硅陶瓷具有强度高、硬度高、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优点,但其抗冲击、抗变形性能差,极易断裂,因此应用受到限制。碳纤维具有比重小、比强度高、弹性模量大、耐高温等优点,与碳化硅陶瓷进行复合制得的新型材料同时拥有质量轻、强度高、韧性高、耐磨、耐高温、热膨胀系数低、性能可设计性强等优点,其应用范围进一步扩大。
碳纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺主要包括化学气相渗透法、液相渗硅法、先驱体浸渍裂解法等,技术壁垒较高,在全球市场中仅有少数企业具有量产能力,代表性企业主要是美国GE公司、美国普惠公司、英国罗罗公司等。
现阶段,全球在碳纤维增强陶瓷基复合材料应用领域的研究主要集中在高端领域,由于在高温条件下仍能够保持优良机械性能,碳纤维增强陶瓷基复合材料在航空发动机、飞机刹车系统、轨道交通刹车系统、汽车刹车片等方面的研究正在不断深入,可以避免高温下刹车材料强度下降而造成的安全事故。
与欧美相比,我国碳纤维增强陶瓷基复合材料行业起步较晚,技术、经验积累有限,产品综合性能、可靠性与国外产品相比还存在差距。在制造业技术不断升级、高技术产业不断壮大的情况下,我国大力推动新材料行业发展,碳纤维增强陶瓷基复合材料作为新材料的一种,需尽快提升核心竞争力。
新思界
行业分析人士表示,碳纤维增强陶瓷基复合材料是高技术含量复合材料,是新材料的一种,进入技术壁垒较高,现阶段全球具有量产能力的企业数量较少,因此碳纤维增强陶瓷基复合材料产量有限,下游应用领域主要集中在高端市场中,市场规模较小。我国已经具备碳纤维增强陶瓷基复合材料生产能力,但技术实力有限,产品性能与国外相比存在差距,未来还有较大进步空间。