本發(fā)明涉及連續(xù)SiC纖維技術領域，具體的涉及一種采用空氣不熔化進行低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法
背景技術：
連續(xù)SiC纖維具有高強度、高模量、耐高溫、抗氧化、抗蠕變、耐腐蝕、陶瓷基體相容性好等一系列優(yōu)異的性能，是一種非常理想的增強纖維，在航天、兵器、船舶和核工業(yè)等一些高技術領域具有廣泛的應用前景，是武器裝備以及航空航天事業(yè)的戰(zhàn)略性原材料。例如，由連續(xù)SiC纖維增強的碳化硅陶瓷基復合材料(SiCf/SiC)，具有強度高、密度低、使用溫度高等特點。將其運用于高重比發(fā)動機，能實現(xiàn)顯著減重，是替代現(xiàn)有超高溫耐熱合金的最佳選擇。目前，SiCf/SiC復合材料已被廣泛應用于航空航天發(fā)動機的耐熱部件、超音速運輸推進系統(tǒng)、原子核反應堆材料等領域中。
綜合國內(nèi)外的文獻報道[Bunsell,A.R.；Piant,A.A review of the development of three generations of small diameter silicon carbide fibres,J.Mater.Sci.2006,41,823–839.和Colombo,P.；Mera,G.；Riedel,R.；Sorarù,G.D.Polymer-derived ceramics:40years of research and innovation in advanced ceramics.J.Am.Ceram.Soc.2010,93,1805-1837.]可知，以聚碳硅烷(PCS)作為先驅體，制備連續(xù)SiC纖維的方法可分為三代：(1)第一代產(chǎn)品的制備采用的是空氣不熔化，典型代表為日本碳公司(Nippon Carbon)的Nicalon NL202纖維和日本宇部興產(chǎn)公司(Ube Industries)的Tyranno LoxM纖維，Tyranno LoxM纖維在空氣中1000℃時仍然保持穩(wěn)定，但由于該纖維中含有較多的氧和游離碳，在空氣中1000℃以上或者惰性氣氛中1200℃以上時，該纖維將發(fā)生顯著的分解反應并伴隨結晶的迅速生長，從而導致纖維的強度急劇降低，嚴重限制了該纖維在陶瓷基復合材料上的應用。(2)針對第一代連續(xù)SiC纖維所存在的問題，采用不同的技術路線，研制了低氧含量的第二代SiC纖維，典型代表是日本碳公司采用電子束輻照方法替代原有的空氣不熔化處理后制得的Hi-Nicalon纖維和日本宇部興產(chǎn)公司的Tyranno ZE纖維，這種低氧含量的纖維在1300℃的空氣中或者1600℃的惰性氣氛中能夠保持穩(wěn)定。(3)隨后，在此基礎上為使纖維中的雜質(zhì)氧、游離碳含量進一步降低，碳硅比接近化學計量比，結構上也由原來的β-SiC微晶狀態(tài)、中等程度結晶變?yōu)楦呓Y晶狀態(tài)，從而研發(fā)出能耐受更高溫度的第三代連續(xù)SiC纖維。其典型代表是日本碳公司的Hi-Nicalon S纖維、日本宇部興產(chǎn)公司的Tyranno SA纖維以及美國COI Ceramics的Sylramic纖維。
從連續(xù)SiC纖維的發(fā)展來看，雖然第二代和第三代連續(xù)SiC纖維的氧含量更低、且具有更高的耐溫性能和高溫抗氧化性能，但其制備條件更為苛刻，所用設備更為復雜，比如第二代連續(xù)SiC纖維需要通過電子束輻照進行不熔化處理，而第三代連續(xù)SiC纖維則需要在1700℃以上的高溫下進行燒結等處理。因此，相比之下，采用空氣不熔化處理、在1200℃左右制備得到的第一代連續(xù)SiC纖維，制備過程最為簡單、制備條件最為溫和。但是，目前將PCS原纖維在200℃以上進行空氣不熔化處理，然后將不熔化纖維連續(xù)通過管式爐裂解得到的連續(xù)SiC纖維氧含量高達20wt％左右。即使是目前采用空氣不熔化處理進行商業(yè)化生產(chǎn)的Nicalon NL202和Tyranno LoxM纖維中的氧含量也高達約12wt％。氧含量過高，會使纖維中的SiCxOy相在1200℃以上劇烈分解，產(chǎn)生CO和SiO氣體從纖維中逸出，從而在纖維中留下大量孔洞缺陷，使纖維強度急劇降低，嚴重影響了所得纖維在高溫下的穩(wěn)定性。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種采用空氣不熔化進行低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法，該發(fā)明解決了現(xiàn)有方法制備得到的連續(xù)SiC纖維中因氧含量過高，導致1200℃以上纖維的力學強度劇烈降低；現(xiàn)有制備方法中低氧含量連續(xù)SiC纖維制備條件苛刻、對設備要求過高的技術問題。
本發(fā)明提供一種采用空氣不熔化進行低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法，包括以下步驟：對連續(xù)PCS原纖維在第一溫度條件下進行低溫空氣不熔化處理，制得不熔化纖維；對所得不熔化纖維進行500℃以下的熱交聯(lián)反應后，繼續(xù)在1000℃以上進行靜態(tài)燒成制得低氧含量連續(xù)SiC纖維；其中，第一溫度條件為：低溫空氣不熔化處理開始后1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫1～3小時，然后以2～15℃/小時的升溫速度升至140～190℃后保溫0.5～5小時。
進一步地，熱交聯(lián)反應在第二溫度條件下進行，第二溫度條件為：開始熱交聯(lián)反應后，1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫1～3小時，然后以50～100℃/小時的升溫速度升溫至500℃。
進一步地，靜態(tài)燒成在第三溫度條件下進行，第三溫度條件為：以100～200℃/小時的升溫速度升至1000～1300℃，保溫0.5～2小時完成靜態(tài)燒成。
進一步地，連續(xù)PCS原纖維按以下步驟制得：在惰性氣氛保護下將PCS聚合物加熱升溫至300～380℃，待其完全熔融成為均勻熔體后，在250～300℃、0.1～0.5MPa的壓力下，以300～550m/分鐘的速度進行牽伸紡絲，并將紡得的PCS原纖維卷繞在筒上，得到連續(xù)PCS原纖維。
進一步地，連續(xù)PCS原纖維的平均直徑為10～15um，500～1000根/束，連續(xù)長度為500～1000m。
進一步地，PCS聚合物的軟化點為180～250℃。
進一步地，惰性氣氛是指氮氣、氬氣或者氦氣。
本發(fā)明的另一方面還提供了一種連續(xù)SiC纖維，連續(xù)SiC纖維按上述任一項方法制備得到。
進一步地，連續(xù)SiC纖維的氧含量為10wt％以下。
相對現(xiàn)有技術，本發(fā)明的技術效果：
1、本發(fā)明提供的空氣不熔化進行低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法，工藝簡便、操作方便，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)、制備成本低，所得連續(xù)SiC纖維的耐溫性能和力學性能較好。
2、本發(fā)明提供的空氣不熔化進行低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法，所需設備簡單，采用纖維制備的常規(guī)設備便可實施，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，能大幅度降低連續(xù)SiC纖維的生產(chǎn)成本。
3、本發(fā)明提供的空氣不熔化低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法，通過連用低溫空氣不熔化和熱交聯(lián)，相對現(xiàn)有制備方法在空氣不熔化步驟后增加了熱交聯(lián)處理，避免了僅通過提高空氣不熔化處理溫度導致的纖維氧含量過高的問題，同時也避免了低溫空氣不熔化處理后直接進行高溫裂解導致的纖維并絲的問題，從而制得了氧含量在10wt％以下且纖維各項性能較好的連續(xù)SiC纖維。
4、本發(fā)明提供的采用空氣不熔化低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法，能有效降低SiC纖維的氧含量，制備得到的SiC纖維不僅具有優(yōu)異的力學性能，而且具有較高的耐高溫性能。
具體請參考根據(jù)本發(fā)明的采用空氣不熔化進行低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法提出的各種實施例的如下描述，將使得本發(fā)明的上述和其他方面顯而易見。
附圖說明
圖1是本發(fā)明提供的采用空氣不熔化進行低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法流程示意圖。
具體實施方式
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。
本文中空氣不熔化屬于SiC陶瓷纖維制備領域的專業(yè)術語，是指在空氣氣氛中在一定溫度下，先驅體原纖維與空氣中的氧進行反應，使纖維的分子結構進行交聯(lián)。本文中所用的不熔化處理裝置為能加熱到大約300℃的爐子，該裝置中可容納一筒或幾筒PCS原纖維。
參見圖1，本發(fā)明提供的采用空氣不熔化處理進行低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法，包括以下步驟：
對連續(xù)PCS原纖維在第一溫度條件下進行低溫空氣不熔化處理，制得不熔化纖維；對所得不熔化纖維進行500℃以下的熱交聯(lián)反應后，繼續(xù)在1000℃以上進行靜態(tài)燒成制得低氧含量連續(xù)SiC纖維；
其中，第一溫度條件為：低溫空氣不熔化處理開始后1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫1～3小時，然后以2～15℃/小時的升溫速度升至140～190℃后保溫0.5～5小時。
該方法中的熱交聯(lián)可以按現(xiàn)有方法進行，僅需保證其升溫速度不能太快而且熱交聯(lián)溫度低于500℃即可，同時通過控制熱交聯(lián)的溫度保證PCS纖維的交聯(lián)度以防止纖維并絲。該方法中所用連續(xù)PCS原纖維可以為市售產(chǎn)品也可以為按現(xiàn)有方法通過PCS聚合物制備得到。靜態(tài)燒成可以為按現(xiàn)有方法工藝，僅需控制該燒成溫度進行即可。
本發(fā)明提供的方法通過在溫度較低的條件下進行空氣不熔化處理，控制了PCS原纖維中的氧含量，同時采用500℃以下的熱交聯(lián)，從而保證了低氧含量的PCS纖維具有足夠的交聯(lián)度而不發(fā)生并絲，從而得到具有低氧含量的連續(xù)SiC纖維。
尤其是，其中所用空氣不熔化處理的溫度條件，既能防止氧進入纖維過多，又能為后續(xù)交聯(lián)提供保障。按第一溫度條件下進行空氣不熔化處理能將附著在PCS纖維上的水分通過在100℃下保溫除掉，之后再以2～15℃/小時緩慢升溫能防止因升溫過快導致的PCS原纖維并絲，升溫完成后，再次進行保溫能提高PCS原纖維在該目標溫度下達到足夠的交聯(lián)，為后續(xù)的熱交聯(lián)做好準備。
優(yōu)選的，熱交聯(lián)反應在第二溫度條件下進行，第二溫度條件為：開始熱交聯(lián)反應后，1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫1～3小時，然后以50～100℃/小時的升溫速度升溫至500℃。按此條件進行熱交聯(lián)，能首先通過在100℃保溫除掉附著在纖維上的水分，之后通過該速率的升溫能使PCS原纖維在無機化之前充分實現(xiàn)熱交聯(lián)。從而在不提高空氣不熔化處理溫度的前提下，防止PCS原纖維發(fā)生并絲。從而在保證所得SiC纖維性能的同時，降低其中的氧含量。按此條件進行熱交聯(lián)能讓纖維在有機無機轉化之前具有足夠的交聯(lián)程度，否則在后續(xù)過程中PCS纖維會發(fā)生并絲，無法得到目標產(chǎn)物。
優(yōu)選的，靜態(tài)燒成在第三溫度條件下進行，第三溫度條件為：以100～200℃/小時的升溫速度升至1000～1300℃，保溫0.5～2小時完成靜態(tài)燒成。按此條件進行燒成，能提高所得纖維產(chǎn)物的力學性能。
優(yōu)選的，連續(xù)PCS原纖維按以下步驟制得：在惰性氣氛保護下將PCS聚合物加熱升溫至300～380℃，待其完全熔融成為均勻熔體后，在250～300℃、0.1～0.5MPa的壓力下，以300～550m/分鐘的速度進行牽伸紡絲，并將紡得的PCS原纖維卷繞在筒上，得到連續(xù)PCS原纖維。按該方法制得的PCS原纖維，能提高終產(chǎn)物的力學性能和耐高溫性能。
本文中所用PCS聚合物是指由聚二甲基硅烷經(jīng)過裂解和重排轉化得到的聚碳硅烷，或是通過聚碳硅烷或聚硅烷與FeCl3、AlCl3、Al(AcAc)3、Al(OR)3、B(OR)3、Ti(OR)4、Zr(OR)4、Zr(AcAc)4(R＝Me、Et、Pt、Bt或者Ph)中的一種或幾種化合物反應制得的含F(xiàn)e、Al、B、Ti或者Zr等異質(zhì)元素的聚碳硅烷。或是其它含有Si和C元素的SiC陶瓷的先驅體聚合物。當然PCS聚合物也可以為市售的此類產(chǎn)品。
優(yōu)選的，連續(xù)PCS原纖維的平均直徑為10～15um，500～1000根/束，連續(xù)長度為500～1000m。采用該尺寸的PCS原纖維，空氣不熔化和熱交聯(lián)都能更充分，從而易于實現(xiàn)連續(xù)SiC纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。
優(yōu)選的，PCS聚合物的軟化點為180～250℃。采用該軟化點的PCS聚合物制得的纖維，能防止其在后續(xù)的空氣不熔化處理時發(fā)生PCS原纖維并絲，同時還能保證熔融紡絲過程順利進行。
優(yōu)選的，惰性氣氛是指氮氣、氬氣或者氦氣。
本發(fā)明提供的采用空氣不熔化進行低氧含量連續(xù)SiC纖維制備的方法具體包括以下步驟：
(1)將PCS聚合物置于熔融紡絲裝置的熔筒中，在惰性氣氛保護下加熱升溫至300～380℃，待其完全熔融成為均勻熔體后，在250～300℃、0.1～0.5MPa的壓力下，以300～550m/分鐘的速度進行牽伸紡絲，并將紡得的PCS原纖維卷繞在筒上，得到平均直徑為10～15um、500～1000根/束、連續(xù)長度為500～1000m的整筒PCS原纖維；
(2)將整筒PCS原纖維置于不熔化處理裝置，在低溫空氣不熔化處理開始后1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫1～3小時，然后以2～15℃/小時的升溫速度升至140～190℃后保溫0.5～5小時，制得不熔化纖維；
(3)將整筒不熔化纖維置于石墨爐中，通入惰性氣氛進行保護，先在較低溫度下使纖維進行熱交聯(lián)，熱交聯(lián)條件為：開始熱交聯(lián)反應后，1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫1～3小時，然后以50～100℃/小時的升溫速度升溫至500℃。然后進行靜態(tài)燒成，按照100～200℃/小時的升溫速度升至1000～1300℃，保溫0.5～2小時，制得低氧含量連續(xù)SiC纖維。
前述步驟(1)和(3)中，惰性氣氛是指氮氣、氬氣或者氦氣中的一種。
本發(fā)明另一方面還提供了一種采用上述方法制備得到的連續(xù)SiC纖維。該方法通過連用低溫空氣不熔化和熱交聯(lián)有效改變了所得連續(xù)SiC纖維中氧含量，使其內(nèi)部各元素組成及該纖維的內(nèi)部結構發(fā)生了改變。從而提高了所得連續(xù)SiC纖維的各項力學性能和耐溫性能。
進一步地，連續(xù)SiC纖維的氧含量為10wt％以下。
實施例
以下實施例中所用物料和儀器均為市售。
實施例1
(1)將PCS聚合物(軟化點為223℃，數(shù)均分子量為1.76×103g/mol，分子量分布系數(shù)為3.43)置于熔融紡絲裝置的熔筒中，在惰性氣氛保護下加熱升溫至360℃，待其完全熔融成為均勻熔體后，在300℃、0.5MPa的壓力下，以450m/分鐘的速度進行牽伸紡絲，得到平均直徑為12um、1000根/束、連續(xù)長度為500m的整筒PCS原纖維。
(2)將整筒PCS原纖維置于空氣不熔化處理裝置中進行不熔化處理，1小時升至100℃并保溫2小時，然后以5℃/小時的升溫速度升至160℃，在160℃保溫5小時后降至室溫制得不熔化纖維。
(3)將整筒不熔化纖維置于石墨爐中，通入氮氣進行保護，1小時升至100℃并保溫1小時，以50℃/小時的升溫速度升至500℃，然后按照100℃/小時的升溫速度升至1300℃，保溫1小時，制得低氧含量連續(xù)SiC纖維。
本實施例制得的連續(xù)SiC纖維Si含量為57.92wt％，C含量為35.78wt％，O含量為5.36wt％，平均直徑為11.1um，拉伸強度為2.59GPa，楊氏模量為225GPa。
將該纖維在氮氣中1400℃保溫1小時后降至室溫，測得其強度保留率為85％。但是以對比例1制備的高氧含量的連續(xù)SiC纖維(氧含量為18.42％)在相同的條件下其強度保留率僅為23％。由此可見，由本發(fā)明所制備的低氧含量SiC纖維不僅具有優(yōu)異的力學性能(拉伸強度為2.59GPa)，而且具有更好的耐高溫性能。
實施例2
將實施例1步驟(1)得到的整筒PCS原纖維置于空氣不熔化處理裝置中進行不熔化處理，1小時升至100℃并保溫2小時，然后以10℃/小時的升溫速度升至170℃，在170℃保溫2小時后降至室溫制得不熔化纖維。將整筒不熔化纖維置于石墨爐中，通入氮氣進行保護，1小時升至100℃并保溫1小時，以60℃/小時的升溫速度升至500℃，然后按照120℃/小時的升溫速度升至1200℃，保溫0.5小時，制得低氧含量連續(xù)SiC纖維。
本實施例制得的SiC纖維Si含量為56.23wt％，C含量為33.09wt％，O含量為7.18wt％，平均直徑為11.9um，拉伸強度為2.30GPa，楊氏模量為202GPa。
將該纖維在氮氣中1400℃保溫1小時后降至室溫，測得其強度保留率為79％。但是以對比例1制備的高氧含量的連續(xù)SiC纖維(氧含量為18.42％)在相同的條件下其強度保留率僅為23％。由此可見，由本發(fā)明所制備的低氧含量SiC纖維不僅具有優(yōu)異的力學性能(拉伸強度為2.30GPa)，而且具有更好的耐高溫性能。
實施例3
將實施例1步驟(1)得到的整筒PCS原纖維置于空氣不熔化處理裝置中進行不熔化處理，1小時升至100℃并保溫3小時，然后以15℃/小時的升溫速度升至180℃，在180℃保溫0.5小時后降至室溫制得不熔化纖維。將整筒不熔化纖維置于石墨爐中，通入氬氣進行保護，1小時升至100℃并保溫3小時，以80℃/小時的升溫速度升至500℃，然后按照150℃/小時的升溫速度升至1100℃，保溫2小時，制得低氧含量連續(xù)SiC纖維。
本實施例制得的SiC纖維Si含量為56.35wt％，C含量為32.34wt％，O含量為9.21wt％，平均直徑為12.3um，拉伸強度為2.22GPa，楊氏模量為201GPa。
將該纖維在氮氣中1400℃保溫1小時后降至室溫，測得其強度保留率為47％。但是以對比例1制備的高氧含量的連續(xù)SiC纖維(氧含量為18.42％)在相同的條件下其強度保留率僅為23％。由此可見，由本發(fā)明所制備的低氧含量SiC纖維不僅具有優(yōu)異的力學性能(拉伸強度為2.22GPa)，而且具有更好的耐高溫性能。
實施例4
(1)將由聚碳硅烷和3％乙酰丙酮鋁合成的PCS聚合物(軟化點為191℃，數(shù)均分子量為2970g/mol，分子量分布系數(shù)為1.76)置于熔融紡絲裝置的熔筒中，在惰性氣氛保護下加熱升溫至342℃，待其完全熔融成為均勻熔體后，在265℃、0.3MPa的壓力下，以420m/分鐘的速度進行牽伸紡絲，得到平均直徑為13um、1000根/束、連續(xù)長度為1000m的整筒PCS原纖維。(2)將整筒PCS原纖維置于空氣不熔化處理裝置中進行不熔化處理，1小時升至100℃并保溫2小時，然后以12℃/小時的升溫速度升至190℃，在190℃保溫1小時后降至室溫制得不熔化纖維。(3)將整筒不熔化纖維置于石墨爐中，通入氮氣進行保護，1小時升至100℃并保溫2小時，以75℃/小時的升溫速度升至500℃，然后按照180℃/小時的升溫速度升至1300℃，保溫1小時，制得低氧含量連續(xù)SiC纖維。
本實施例制得的SiC纖維Si含量為52.47wt％，C含量為33.24wt％，Al含量為0.26wt％，O含量為8.15wt％，平均直徑為11.7um，拉伸強度為2.16GPa，楊氏模量為180GPa。
將該纖維在氮氣中1400℃保溫1小時后降至室溫，測得其強度保留率為56％。但是以對比例1制備的高氧含量的連續(xù)SiC纖維(氧含量為18.42％)在相同的條件下其強度保留率僅為23％。由此可見，由本發(fā)明所制備的低氧含量SiC纖維不僅具有優(yōu)異的力學性能，而且具有更好的耐高溫性能。
實施例5
將實施例4步驟(1)得到的整筒PCS原纖維置于空氣不熔化處理裝置中進行不熔化處理，1小時升至100℃并保溫2小時，然后以2℃/小時的升溫速度升至150℃，在150℃保溫3小時后降至室溫制得不熔化纖維。將整筒不熔化纖維置于石墨爐中，通入氮氣進行保護，1小時升至100℃并保溫1小時，以100℃/小時的升溫速度升至500℃，然后按照165℃/小時的升溫速度升至1200℃，保溫1小時，制得低氧含量連續(xù)SiC纖維。
本實施例制得的SiC纖維Si含量為57.11wt％，C含量為33.73wt％，Al含量為0.28wt％，O含量為5.73wt％，平均直徑為11.5um，拉伸強度為2.08GPa，楊氏模量為195GPa。
將該纖維在氮氣中1400℃保溫1小時后降至室溫，測得其強度保留率為82％。但是以對比例1制備的高氧含量的連續(xù)SiC纖維(氧含量為18.42％)在相同的條件下其強度保留率僅為23％。由此可見，由本發(fā)明所制備的低氧含量SiC纖維不僅具有優(yōu)異的力學性能，而且具有更好的耐高溫性能。
實施例6
與實施例1的區(qū)別在于：以市售PCS連續(xù)原纖維(具體是指由市售的PCS按現(xiàn)有其他方法制備得到的)(軟化點為180℃，平均直徑為10um，500根/束，連續(xù)長度為500m)為原料，在第一溫度條件下進行低溫空氣不熔化處理，制得不熔化纖維；對所得不熔化纖維進行500℃以下的熱交聯(lián)反應，繼續(xù)進行靜態(tài)燒成制得低氧含量連續(xù)SiC纖維。
其中第一溫度條件為：低溫空氣不熔化處理開始后1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫1小時，然后以2℃/小時的升溫速度升至140℃后保溫0.5小時。熱交聯(lián)為在350℃下保溫5小時。靜態(tài)燒成是以100℃/小時升溫速率升溫至950℃下，保溫2小時。
本實施例制得的SiC纖維Si含量為59.73wt％，C含量為33.24wt％，O含量為4.58wt％，平均直徑為8.2um，拉伸強度為1.56GPa，楊氏模量為154GPa。
實施例7
與實施例6的區(qū)別在于：以市售PCS連續(xù)原纖維(軟化點為250℃，平均直徑為15um，1000根/束，連續(xù)長度為1000m)為原料，在第一溫度條件下進行低溫空氣不熔化處理，制得不熔化纖維；對所得不熔化纖維進行500℃以下的熱交聯(lián)反應，繼續(xù)進行靜態(tài)燒成制得低氧含量連續(xù)SiC纖維。
其中第一溫度條件為：低溫空氣不熔化處理開始后1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫3小時，然后15℃/小時的升溫速度升至190℃后保溫5小時。
本實施例制得的SiC纖維Si含量為51.04wt％，C含量為37.90wt％，O含量為9.88wt％，平均直徑為12.6um，拉伸強度為2.19GPa，楊氏模量為183GPa。
實施例8
與實施例6的區(qū)別在于：
1、熱交聯(lián)反應條件為：開始熱交聯(lián)反應后，1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫3小時，然后以100℃/小時的升溫速度升溫至500℃。
2、靜態(tài)燒成條件為：以200℃/小時的升溫速度升至1300℃，保溫2小時完成靜態(tài)燒成。
3、所用連續(xù)PCS原纖維按以下步驟制得：
在惰性氣氛保護下將PCS聚合物加熱升溫至300℃，待其完全熔融成為均勻熔體后，在250℃、0.1MPa的壓力下，以300m/分鐘的速度進行牽伸紡絲，并將紡得的PCS原纖維卷繞在筒上，得到連續(xù)PCS原纖維
本實施例制得的SiC纖維Si含量為54.27wt％，C含量為34.48wt％，O含量為4.77wt％，平均直徑為9.3um，拉伸強度為1.81GPa，楊氏模量為225GPa。
實施例9
與實施例6的區(qū)別在于：
1、熱交聯(lián)反應條件為：開始熱交聯(lián)反應后，1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫1小時，然后以50℃/小時的升溫速度升溫至500℃。
2、靜態(tài)燒成條件為：以100℃/小時的升溫速度升至1000℃，保溫0.5小時完成靜態(tài)燒成。
3、所用連續(xù)PCS原纖維按以下步驟制得：
在惰性氣氛保護下將PCS聚合物加熱升溫至380℃，待其完全熔融成為均勻熔體后，在300℃、0.5MPa的壓力下，以550m/分鐘的速度進行牽伸紡絲，并將紡得的PCS原纖維卷繞在筒上，得到連續(xù)PCS原纖維
本實施例制得的SiC纖維Si含量為54.59wt％，C含量為35.89wt％，O含量為5.02wt％，平均直徑為9.0um，拉伸強度為1.71GPa，楊氏模量為143GPa。
對比例1
與實施例1的區(qū)別在于：
1、空氣不熔化的條件為：低溫空氣不熔化處理開始后1小時內(nèi)升溫至100℃并保溫3小時，然后10℃/小時的升溫速度升至210℃后保溫2小時。
2、燒成條件為動態(tài)連續(xù)燒成：將不熔化纖維以0.5米/分鐘的速度連續(xù)通過1300℃的管式爐，在高純氮氣保護下連續(xù)燒成；所述管式爐的恒溫區(qū)長度為0.5米。
本對比例制得的SiC纖維Si含量為56.32wt％，C含量為25.13wt％，O含量為18.42wt％，平均直徑為11.8um，拉伸強度為1.82GPa，楊氏模量為157GPa。
本領域技術人員將清楚本發(fā)明的范圍不限制于以上討論的示例，有可能對其進行若干改變和修改，而不脫離所附權利要求書限定的本發(fā)明的范圍。盡管己經(jīng)在附圖和說明書中詳細圖示和描述了本發(fā)明，但這樣的說明和描述僅是說明或示意性的，而非限制性的。本發(fā)明并不限于所公開的實施例。
通過對附圖，說明書和權利要求書的研究，在實施本發(fā)明時本領域技術人員可以理解和實現(xiàn)所公開的實施例的變形。在權利要求書中，術語“包括”不排除其他步驟或元素，而不定冠詞“一個”或“一種”不排除多個。在彼此不同的從屬權利要求中引用的某些措施的事實不意味著這些措施的組合不能被有利地使用。權利要求書中的任何參考標記不構成對本發(fā)明的范圍的限制。