近日，中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所（以下簡稱“寧波材料所”）宣布，其研發(fā)的高結(jié)晶連續(xù)碳化硅纖維（NIMTE-S13）在性能上實現(xiàn)了重大突破。經(jīng)中國合格評定國家認可委員會（CNAS）認證的第三方檢測機構(gòu)驗證，NIMTE-S13的平均拉伸強度達到2.4 GPa，拉伸模量為440 GPa，微晶尺寸大于40nm，氧含量低于0.5%。這些優(yōu)異的性能指標，使得NIMTE-S13在耐高溫、耐輻照和導熱性能方面表現(xiàn)出色，有望在下一代核能系統(tǒng)等極端應用環(huán)境中發(fā)揮重要作用。
source：中國科學院寧波材料所（圖為高結(jié)晶連續(xù)碳化硅纖維微觀形貌）
碳化硅纖維作為一種高性能陶瓷材料，具有低密度、高強度、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。寧波材料所自2014年起開展高性能連續(xù)碳化硅纖維研究工作，經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)，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)。此次研發(fā)的NIMTE-S13，在性能上實現(xiàn)了對傳統(tǒng)碳化硅纖維的全面超越。
具體而言，NIMTE-S13的高拉伸強度和高模量，使其能夠承受極大的外力而不發(fā)生變形或斷裂，這對于在極端環(huán)境下工作的結(jié)構(gòu)材料至關(guān)重要。同時，其低氧含量有效提升了纖維的耐高溫和耐輻照性能，使得NIMTE-S13能夠在高溫、強輻射等惡劣條件下保持穩(wěn)定的性能。
source：中國科學院寧波材料所（圖為NIMTE-S13高結(jié)晶連續(xù)碳化硅纖維與國外主流產(chǎn)品的性能對比表）
此次NIMTE-S13的研發(fā)工作，得到了國家發(fā)改委重大科教基礎(chǔ)設施平臺、國家自然科學基金委重大研究計劃、中國科學院戰(zhàn)略先導專項等重大項目的長期穩(wěn)定支持。這些項目的支持，為研究團隊提供了充足的研發(fā)經(jīng)費和先進的實驗條件，有力保障了研發(fā)工作的順利進行。
碳化硅纖維作為一種高性能材料，在全球范圍內(nèi)受到了廣泛關(guān)注。隨著航空航天、新能源汽車等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對高性能材料的需求持續(xù)攀升，碳化硅纖維的市場前景十分廣闊。（集邦化合物半導體 niko 整理）