碳化硅微納米纖維的制備及其性能研究.pdf

1、碳化硅纖維作為一種高性能的無機陶瓷纖維，具有高抗拉強度、高抗蠕變性能、高抗氧化性、耐高溫、抗腐蝕、易加工織布、編織等諸多優(yōu)良的特性，其在核工業(yè)、航天航空等重要領域均有應用。目前關于碳化硅纖維的研究主要集中在碳化硅纖維的功能化和納米化方面，隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，制備納米級纖維的方法有很多，其中溶液噴射紡絲技術作為一種新型的微納米纖維制備技術，因其高效、普適等優(yōu)點逐漸被各國學者重視，并為微納米纖維的規(guī)?；a提供了新思路。本文以溶液噴射紡絲技

2、術為基礎制備了SiC微納米纖維，系統(tǒng)地研究了紡絲工藝、預氧化工藝和高溫煅燒工藝參數(shù)對纖維的結構和性能的影響，并對碳化硅纖維的電化學性能進行了研究。主要研究內容如下:
　　 1)基于溶液噴射紡絲技術制備了PCS/PS復合纖維，經過預氧化和高溫煅燒處理得到了直徑為100-600nm的β-SiC纖維。在預氧化過程中，存在溶劑揮發(fā)、小分子分解、結構轉變等過程。隨著預氧化溫度的提高，纖維的預氧化程度提高，纖維的無機陶瓷化溫度也有一定的降低

3、。在高溫煅燒過程中，最高煅燒溫度提高，纖維的直徑減小，纖維的結晶化程度提高;而隨著保溫時間的增加，纖維的直徑也在減小，纖維的結晶化程度有所提高。
　　 2)以PCS/PEO水包油型乳液為紡絲液，利用高速氣流牽伸紡絲液固化成形，提出了一種新型的紡絲技術——乳液噴射紡絲技術，并通過預氧化與高溫煅燒處理后得到了β-SiC纖維。本實驗探討了PCS/PEO復合纖維的制備，并對最終SiC纖維的形貌、熱性能和結晶性能等進行了研究。
　　

4、 3)以PVP/TEOS溶膠為紡絲液，利用高速氣流牽伸紡絲液細流固化成形后制備得到PVP/TEOS復合纖維，提出了一種新型的紡絲技術——溶液噴射紡絲-溶膠凝膠技術，然后經過熱處理和炭熱還原得到了β-SiC纖維。使用溶液噴射紡絲-溶膠凝膠技術制備的SiC纖維具有極佳的高溫穩(wěn)定性能。
　　 4)SiC是一種很好的超級電容器電極活性材料，本文以自制的SiC微納米纖維作為電極材料，對其電化學性能進行測試（包括循環(huán)伏安測試、恒流充放電測