3 Волокна из карбида кремния

3 Волокна из карбида кремния

Принципиальную схему технологии производства волокон из карби¬да кремния марки "Никалон" (фирма "Нихон карбон", Япония) разра¬ботал С. Коя (профессор Научно-исследовательского института металли¬ческих материалов Тохокского университета). Затем японские фирмы освоили промышленное производство этих волокон.
Основные этапы технологического процесса получения волокон мар¬ки "Никалон":
1. Исходное сырье - диметилдихлорсилан (основной продукт хими¬ческого производства кремнийсодержащих соединений) выпускается в массовом масштабе в Японии и других странах.
2. Сырье для прядения нитей — поликарбосилан, который с точки зрения техники безопасности не соответствует требованиям, предъяв¬ляемым к новым химическим соединениям.
3. Поликарбосилановые волокна обычно имеют прочность при рас¬тяжении 5 МПа, что значительно меньше прочности полиакрилонит-рильных волокон, используемых для получения углеродных волокон. Поэтому лишь благодаря тонкой регулировке технологического процес¬са удалось решить проблему получения высокопрочных волокон из кар¬бида кремния и наладить их производство.
Эти волокна имеют следующие особенности по сравнению с углеродными волокнами:
1. Они могут работать в среде кислорода при высоких температурах (углеродные волокна в таких условиях начинают окисляться уже при температуре 400 0C).
2. Реакционная способность при взаимодействии с металлами низка, но смачивание поверхности волокон расплавами металлов довольно хо¬рошее, поэтому производство композиционных материалов на основе металлической матрицы и волокон из карбида кремния с точки зрения технологии проще, чем производство металлокомпозитов на основе уг¬леродных волокон.
3. В отличие от проводящих электрический ток углеродных воло¬кон рассматриваемые волокна являются полупроводниками, и в опреде¬ленных пределах их проводящие свойства можно регулировать.
Так как эти волокна в кислородной среде при высоких температурах сохраняют вы¬сокие значения своих характеристик в большей степени, чем углеродные волокна, то их можно использовать не только для создания материалов, работающих в нормальных условиях, но и для получения материалов с повышенной теплостойкостью.
Одно из перспективных направлений применения волокон из карби¬да кремния - создание гибридных армированных пластиков на их осно¬ве в сочетании с углеродными волокнами; тем самым можно компенсировать некоторые недостатки углепластиков и получить материалы с ценным комплексом свойств. Такие материалы, по-видимому, можно будет применять для взлетно-посадочных устройств самолетов, изготов¬ления лопастей вертолетов и других изделий, в том числе спортивных.
В отличие от углеродных волокон, обладающих электропроводящи¬ми свойствами и отражающих электрические волны, волокна из карбида кремния являются полупроводниками и в зависимости от условий тер¬мообработки степень пропускания или поглощения ими электромагнит¬ных волн может изменяться; следовательно, в будущем можно ожидать применения армированных пластиков на основе волокон из карбида кремния в качестве материалов для различных радиоустройств, в част¬ности в авиации.