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掺杂型连续碳化硅纤维应用聚焦航空航天热端部件 立亚新材为我国代表性生产商

2026-09-16 17:29      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击: 次

掺杂型连续碳化硅纤维应用聚焦航空航天热端部件 立亚新材为我国代表性生产商

  掺杂型连续碳化硅纤维,以聚碳硅烷(PCS)为先驱原料,借助物理或化学手段引入铝、硼、锆、钛、稀土等异质元素,再依次经熔融纺丝、不熔化交联、高温烧成工艺制备得到,属于高性能连续陶瓷纤维。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2026-2030年全球及中国掺杂型连续碳化硅纤维行业研究及十五五规划分析报告》显示,先驱体转化法是制备连续SiC纤维的主流核心工艺,具备先驱体分子可设计、陶瓷化转化温度较低、便于引入各类异质元素等突出优势。掺杂改性的关键在于先驱体分子层面设计,通过化学反应将异质元素键合至聚碳硅烷分子链。异质元素的引入能够调控SiC纤维的烧结行为,抑制高温环境下SiC晶粒异常生长,进而提升纤维的耐温水平、抗蠕变特性与抗氧化性能。
 
  掺杂型连续碳化硅纤维的技术迭代体现出两大趋势:氧含量由高向超低水平演进,改性方式由单微量元素掺杂逐步发展为多元素复合掺杂。当前工程批量应用主体为第二代低氧高碳型SiC纤维,其拉伸强度约2800MPa,弹性模量约220GPa,在1200℃高温环境下仍可维持较好的热稳定性。第三代产品实现C/Si原子比的近化学计量比调控;其中硼铝共掺杂碳化硅纤维的硼质量分数为0.5~0.7wt%,铝质量分数处于0.4~0.8wt%区间。
 
  掺杂型连续碳化硅纤维是陶瓷基复合材料(CMC)的核心增强基材,终端应用主要聚焦于航空航天高端热端结构部件。在航空领域,该材料在航空发动机高温构件中得到广泛应用,可用于制备燃烧室火焰筒内外环、高压涡轮外环、涡轮导向器等核心承载热端部件,同时适配发动机调节片、密封片、隔热屏等辅助高温防护构件。在航天领域,该材料可满足飞行器极端热环境服役需求,多用于飞行器蒙皮、框梁、舵翼等关键热结构件的制备。
 
  新思界行业分析人士表示,在我国,福建立亚新材有限公司已建成年产30吨高性能陶瓷纤维的产业化生产线,涵盖第二代连续碳化硅纤维、第三代连续碳化硅纤维等;该公司是我国唯一产业化生产第三代连续碳化硅纤维的企业,并承担国防科工局有关第三代连续SiC纤维工程化研制的任务,其批产产品及产能已通过科工局和航空工业集团验收评审。
 
  2026年6月,湖南泽睿新材料有限公司自主研制的“高结晶第三代Zelramic-iBN连续碳化硅纤维制备技术”通过专家组鉴定,标志着我国实现了1800℃以上高性能陶瓷基复合材料增强体的制备,该纤维能够有效提升航空发动机工作温度、推力与燃油效率,还可用于高超音速飞行器热防护、核能、半导体及光伏热场等领域。
 
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