寧波材料所突破高結(jié)晶連續(xù)碳化硅纖維關(guān)鍵技術(shù)
碳化硅纖維具有低密度、高強(qiáng)度、高模量以及優(yōu)異的耐高溫、抗氧化、耐輻照和耐腐蝕等性能，在核電等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價值。在核電領(lǐng)域，碳化硅纖維增強(qiáng)碳化硅復(fù)合材料因其低中子毒性、耐中子輻照和耐高溫氧化等特性, 因此被認(rèn)為是改變未來核能產(chǎn)業(yè)游戲規(guī)則的重要戰(zhàn)略材料，也是核電強(qiáng)國競逐的關(guān)鍵材料之一。
中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所自2014年起開展高性能連續(xù)碳化硅纖維研究工作，陸續(xù)突破了特種硅基先驅(qū)體合成、高速熔融紡絲、低氧不熔化、高溫陶瓷化和纖維致密化等關(guān)鍵技術(shù)，掌握了先驅(qū)體轉(zhuǎn)化陶瓷過程關(guān)鍵物理化學(xué)機(jī)制和微晶微結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)，成功獲得高結(jié)晶連續(xù)碳化硅纖維（NIMTE-S13）。近日，經(jīng)CNAS第三方檢測，該連續(xù)碳化硅纖維的平均拉伸強(qiáng)度達(dá)到2.4 GPa，拉伸模量為440 GPa，微晶尺寸大于40nm，氧含量低于0.5%，具有優(yōu)異的耐高溫、耐輻照和導(dǎo)熱性能，有望在下一代核能系統(tǒng)等極端應(yīng)用環(huán)境中發(fā)揮重要作用。
該研究得到國家發(fā)改委重大科教基礎(chǔ)設(shè)施平臺、國家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃、中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)等重大項(xiàng)目的長期穩(wěn)定支持。
圖1? 高結(jié)晶連續(xù)碳化硅纖維微觀形貌圖片
圖2? 高結(jié)晶連續(xù)碳化硅纖維X射線衍射圖譜
圖3? 高結(jié)晶連續(xù)碳化硅纖維實(shí)物圖
表1? NIMTE-S13高結(jié)晶連續(xù)碳化硅纖維與國外主流產(chǎn)品的性能對比
（先進(jìn)核能材料實(shí)驗(yàn)室）
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