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熔融纺丝过程优化制备细直径碳化硅纤维及其对力学性能的影响  
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【英文篇名】 Enhancing Mechanical Property of SiC Fiber by Decreasing Fiber Diameter through a Modified Melt-spinning Process
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【作者】 王国栋; 宋永才;
【英文作者】 WANG Guo-Dong; SONG Yong-Cai; Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory; National University of Defense Technology;
【作者单位】 国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室;
【文献出处】 无机材料学报 , Journal of Inorganic Materials, 编辑部邮箱 2018年 07期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 聚碳硅烷; 熔融纺丝; SiC纤维; 直径;
【英文关键词】 polycarbosilane; melt-spinning; SiC fiber; diameter;
【摘要】 强度、模量和柔顺性作为碳化硅(SiC)纤维重要的力学性能受到纤维直径大小的影响,而制备工艺中的熔融纺丝过程对纤维直径起决定作用。本工作研究了纺丝温度、纺丝压力和卷绕速度对聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)原纤维直径的影响,分析了纺丝过程中纤维断裂的原因,并初步探究了SiC纤维直径与力学性能的关系。结果表明,在一定范围内降低纺丝温度、降低纺丝压力和提高卷绕速度均能显著减小原纤维的直径。在连续纺丝的前提下,最优纺丝工艺下得到的PCS原纤维直径为13.5μm。随着PCS纤维直径由18.3μm减小至13.5μm,SiC纤维直径则由13.8μm减小至9.5μm,而SiC纤维的强度与模量分别由1.7、181 GPa提高至2.9、233 GPa,强度分布更为集中,柔顺性得到显著提高。
【英文摘要】 Strength, modulus and flexibility as three important mechanical properties for silicon carbide(SiC) fibers can be affected by diameter of SiC fiber, which is controled by specific melt-spinning process. In this study, effects of spinning temperature(T), spinning pressure(P) and winding speed(V) on diameter of polycarbosilane(PCS) fiber were studied. Mechanisms for the fiber breakage during spinning process was explored, and relationship between diameter and mechanical properties of SiC fiber was also analyz...
【基金】 国家自然科学基金(51203182); 湖南省高校科技创新团队支持计划; 国防科技大学创新群体(CJ 12-01-01)~~
【更新日期】 2018-08-03
【分类号】 TQ343.6
【正文快照】 连续Si C纤维具有高强度、高模量、耐高温和抗氧化等特点,是先进陶瓷基复合材料(CMCs)的增强体之一[1-5]。在制备CMCs的过程中,连续Si C纤维通常被编织成二维或三维的编织物,这就要求其同时具有优良的力学性能和柔顺性[6]。但Si C纤维作为脆性陶瓷纤维,柔顺性较差,随着连续Si C

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