近化學計量比第三代碳化硅纖維(SiC纖維)是以有機硅化合物為前驅體,通過先進紡絲與高溫熱解工藝制成的β-碳化硅結構無機陶瓷纖維。碳化硅纖維(SiC纖維)自20世紀80年代問世以來經歷了三次明顯的產品迭代,其耐熱性與強度都得到了明顯增強。第一代碳化硅纖維(SiC纖維)以Nicalon 200為代表,氧含量較高,1200℃以上強度驟降;第二代碳化硅纖維(SiC纖維)以Hi-Nicalon為典型,氧含量降低,但碳含量偏高,抗氧化性不足;第三代碳化硅纖維(SiC纖維)核心突破在于實現了近化學計量比和高結晶度,耐溫性躍升至1800-1900℃。
第三代碳化硅纖維(SiC纖維)可在1800-1900℃溫度下長期工作,在1850℃極限測試中強度保持率>85%,力學穩定性強,環境耐受性高。目前第三代碳化硅纖維產品主要有日本碳素公司的Hi-Nicalon S、宇部興產公司的Tyranno SA和美國Dow Corning公司的Sylramic和湖南澤睿的Zeralon®3A與Zelramic®300纖維等。Hi-Nicalon S纖維是采用電子束輻照實現無氧交聯,交聯后的纖維在 1500℃左右H2氣氛中燒成,去除富余碳。Tyranno SA纖維是通過聚碳硅烷(PCS)和乙酰丙酮鋁(Al(AcAc)3)反應合成聚鋁碳硅烷(PACS),經紡絲、空氣不熔化和高溫處理得到的。湖南澤睿新材料的Zeralon®3A與Zelramic®300纖維采用空氣氧化交聯工藝,解決了電子束輻照交聯工藝生產效率低、設備投入大的問題。
新思界產業研究中心整理發布的《
2025年中國近化學計量比第三代碳化硅纖維(SiC纖維)市場專項調研及企業“十五五規劃”建議報告》顯示,第三代碳化硅纖維(SiC纖維)由于性能優異,在航空航天、核能、高端裝備等領域均可應用。在航空天領域,第三代碳化硅纖維(SiC纖維)可用于航空發動機熱端部件、高超音速飛行器;在核能領域,第三代碳化硅纖維(SiC纖維)可用于核包殼管、第一壁、流道管插件等;在高端裝備領域,第三代碳化硅纖維(SiC纖維)可用于高鐵剎車盤、半導體/光伏熱場材料等。
當前,全球第三代碳化硅纖維(SiC纖維)市場主要被日本碳素公司和宇部興產占據,不過近年來,伴隨著國內企業的第三代碳化硅纖維(SiC纖維)產業化,中國企業的市場份額提升。中國第三代碳化硅纖維(SiC纖維)生產企業主要有湖南澤睿新材料、火炬電子等。湖南澤睿新材料碳化硅纖維產品包括Zeralon耐溫系列碳化硅纖維、Zelramic耐溫系列碳化硅纖維、Zeralon不同電阻率系列碳化硅纖維、Zerafber高性價比系列碳化硅纖維等,摻雜型碳化硅纖維連續生產線產能達到20噸/年;鹁骐娮邮紕撚1989年,其全資子公司立亞新材具有第三代碳化硅纖維(SiC纖維)生產能力,年產能10頓,產品主要用于國防軍工領域。
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