碳纤维制备碳化硅纤维及碳-碳化硅复合纤维的基础研究

由Si-C-O-N系统的相稳定性计算和相稳定性图可知，适当控制系统的氧分压或一氧化硅分压，碳化硅可成为唯一稳定相。据此实现了用一氧化硅气将碳纤维转变为碳化硅纤维和在碳纤维上涂层碳化硅的新方法。C-SiC转化率为0-100%，碳化硅层厚度为0.08-1μM。用SEM研究了碳化硅层、碳蕊和碳-碳化硅界面的显微结构。拉伸试验表明，当碳化厚度<0.2μM时纤维的强度不受磁化硅层影响，厚碳化硅层纤维具有脆性纤维-脆性基复合材料的拉伸行为和多次断裂模型，应力分析表明沿纤维园周应力分布的不均匀性导致纤维表面径向微裂纹形成，为实现对长纤维的连续工艺和对纤维的多次反应和热外理、消除残余应力，需将制气与反应系统分离，这方面工作需要今后继续进行。