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● 도전과 한계
● 결론
● FAQ
>> 2. 실리콘 카바이드 섬유는 어떻게 만들어 집니까?
>> 3. 탄소 섬유에 대한 실리콘 카바이드 섬유의 장점은 무엇입니까?
>> 4. 실리콘 카바이드 섬유를 재활용 할 수 있습니까?
>> 5. 최대 온도 SIC 섬유는 견딜 수있는 것은 무엇입니까?
실리콘 카바이드 섬유는 엔지니어링, 항공 우주, 에너지 및 방어의 세계에서 가장 진보되고 고성능 재료 중 하나입니다. 탁월한 강도, 강성, 내열성 및 화학적 안정성을 결합하여 실리콘 카바이드 섬유는 차세대 복합 재료의 핵심입니다. 이 포괄적 인 기사는 무엇을 탐구합니다 실리콘 카바이드 섬유 는이 놀라운 재료의 특성, 유형, 응용 분야 및 미래입니다.
실리콘 카바이드 섬유는 주로 실리콘 카바이드 분자로 구성된 무기 섬유입니다. 이 섬유는 일반적으로 직경이 5 ~ 150 마이크로 미터이며 연속적이거나 수염 형태 일 수 있습니다. 높은 인장 강도, 강성, 저밀도 및 열 및 화학 물질에 대한 놀라운 저항성의 독특한 조화를 통해 실리콘 카바이드 섬유는 복합 재료를 강화하는 데 사용되므로 제트 엔진, 원자로 및 고급 갑옷 시스템과 같은 가혹한 고온 환경에 이상적입니다.
1970 년대에 발명 된이 방법은 스피너 렛을 통해 프리 세라믹 중합체 (예 : 폴리 카르 보실란)를 회전시켜 녹색 섬유를 형성하는 것을 포함합니다. 이어서, 이들 섬유를 경화시키고 고온에서 열광화하여 중합체를 결정질 실리콘 카바이드로 변환한다.
- 직경 : 일반적으로 20 미크론 미만.
- 형태 : 수백 개의 섬유가 들어있는 꼬인 토로로 제공됩니다.
- 생산자 : Nippon Carbon, Ube Industries, NGS 컨소시엄.
- 수염 성장 : 직경이 0.1-2 미크론과 길이가 최대 300 미크론으로 단일 결정 Sic 수염을 생성합니다.
-하이브리드 및 강화 섬유 : NASA 및 기타는 환경 저항성 및 유연성을 향상시키기 위해 붕소 질화물 코팅으로 향상된 SIC 섬유 (예 : Sylramic-IBN, Super Sylramic-IBN)를 개발했습니다.
- 형태 : 단결정, 일반적으로 가루, 짧고 얇은.
- 용도 : 내마모성 및 인성을위한 금속 및 세라믹 매트릭스 복합재의 강화.
- 형태 : 다결정, 길고 유연하며 포도 또는 원사로 공급됩니다.
- 용도 : 항공 우주, 에너지 및 방어를위한 고성능 복합재의 주요 강화.
-예 : 산화 및 크리프 저항성을 향상시키기 위해 붕소 질화물 코팅을 갖는 실 그라믹 -IBN 및 슈퍼 실리마 -IBN 섬유.
| 특성 | 전형적인 값 (SCS-6) | 고급 SIC 섬유 (Sylramic) |
|---|---|---|
| 직경 (µm) | 140 | 10 |
| 밀도 (g/cm 3) | 3.08 | 2.9–3.1 |
| 인장 강도 (MPA) | 3,900 | 5,900 |
| 인장 계수 (GPA) | 380 | 415 |
| Max 사용 온도 (° C) | 1,200 | 1,400+ |
| 크리프 저항 | 높은 | 매우 높습니다 |
| 화학적 안정성 | 훌륭한 | 뛰어난 |
- 제트 엔진 : SIC 섬유는 터빈 블레이드, 베네 및 핫 섹션 구성 요소에 사용되는 세라믹 매트릭스 복합재 (CMC)를 강화하여 더 높은 작동 온도와 연료 효율을 가능하게합니다.
- 열 보호 : 우주선의 초음파 차량 및 재입국 방패에 사용됩니다.
- 원자로 : SIC/SIC 복합재는 연료 클래딩 및 구조 성분에 사용되며 중성자 투명성 및 방사선 저항을 제공합니다.
- 가스 터빈 : SIC 섬유는 고온에서 내구성을 향상시키기 위해 블레이드와 베인을 강화합니다.
-브레이크 디스크 및 엔진 부품 : SIC 강화 복합재는 성능 차량을위한 경량의 내마비 솔루션을 제공합니다.
-갑옷 시스템 : SIC 섬유 복합재는 신체 및 차량 갑옷에서 높은 강도 대 무게 비율과 충격 저항에 사용됩니다.
- 방열판 및 기판 : SIC 섬유는 전자 포장의 열전도율을 향상시킵니다.
- 의료 임플란트 : 생체 적합성 및 내구성을위한 고급 보철 및 수술 도구에 사용됩니다.
SIC 섬유는 SIC/SIC 또는 SIC/ALALOA와 같은 CMC를 강화하기위한 금 표준이며, 극한 온도에서 높은 강도, 인성 및 산화 저항을 제공합니다. 이 복합재는 차세대 가스 터빈 및 초음파 차량에 필수적입니다.
SIC 섬유는 알루미늄 또는 티타늄과 같은 금속에 내장되어 항공 우주, 자동차 및 방어 적용을위한 가벼운 고강도 재료를 생성합니다.
덜 일반적이지만, SIC 섬유는 또한 특수한 용도를 위해 고성능 중합체를 강화할 수 있습니다.
- 타의 추종을 불허하는 고온 성능 : 1,200 ° C 이상의 기계적 특성을 유지하고 탄소 및 산화물 섬유를 능가합니다.
- 우수한 강도와 강성 : 가볍고 강력하며 내구성이 뛰어난 구성 요소를 가능하게합니다.
- 탁월한 화학 및 산화 저항성 : 부식성 및 산화 환경에서 살아남습니다.
- 우수한 크리프 및 피로 저항 : 장기 기계 및 열 부하에서 무결성을 유지합니다.
- 경량 : 항공 우주 및 자동차 구조물의 체중 감소를 가능하게합니다.
- 비용 : SIC 섬유 생산은 복잡하고 에너지 집약적이므로 유리 또는 탄소 섬유보다 비용이 높아집니다.
- 제조 복잡성 : 일관된 품질 및 결함이없는 섬유를 달성하려면 고급 기술과 엄격한 프로세스 제어가 필요합니다.
- Brittleness : 대부분의 세라믹과 마찬가지로 SIC 섬유는 본질적으로 부서지기 쉬우 며 신중한 취급 및 복합 디자인이 필요합니다.
- 비용 절감 : CVD, CVI 및 중합체 전구체 방법의 발전으로 고품질 SIC 섬유가 더 저렴하고 확장 가능합니다.
- 하이브리드 복합재 : 맞춤형 특성을 위해 SIC 섬유와 다른 고성능 섬유 (탄소 또는 붕소)를 결합합니다.
- 개선 된 코팅 : 산화 및 크리프 저항을 추가로 향상시키기위한 고급 섬유 코팅 (예 : 붕소 질화물)의 개발.
-3D 아키텍처 : 직조 및 견인 처리의 혁신은 차세대 항공 우주 및 에너지 시스템을위한 복잡한 2D 및 3D 모양의 SIC 섬유 복합재를 가능하게합니다.
- 지속 가능성 : 재활용 및 녹색 생산 방법에 대한 연구가 진행 중입니다.
실리콘 카바이드 섬유는 고급 재료 엔지니어링의 초석입니다. 고강도, 강성, 내열성 및 화학적 안정성의 독특한 조합은 가장 까다로운 환경에서 세라믹, 금속 및 중합체 매트릭스 복합재에 선호되는 강화가됩니다. 제조 기술이 발전하고 비용이 감소함에 따라 SIC 섬유는 항공 우주, 에너지, 방어 및 그 이상에서 더 큰 역할을 할 예정입니다. 고온, 고성능 복합재의 세계에서 샌드 블라스팅 알루미늄 및 강철을위한 최고의 미디어를 찾는 사람은 누구나 실리콘 카바이드 섬유가 우수성을위한 벤치 마크로 나타납니다.
SIC 섬유는 주로 항공 우주, 에너지, 자동차 및 방어에서 복합 재료를 강화하여 높은 강도와 내열을 제공하는 데 사용됩니다.
그것은 사전 세라믹 중합체를 회전시키고 고온에서 열광적 또는 화학 기상 증착/침투로 코어 또는 독립형 섬유로 생성됩니다.
SIC 섬유는 더 나은 고온 성능, 산화 저항성 및 화학적 안정성을 제공하지만 일반적으로 비싸다.
연구가 진행 중이지만 복합 재활용 및 녹색 생산 방법의 발전이 개발되고 있습니다.
실라믹과 같은 고급 SIC 섬유는 1,400 ° C 이상의 강도와 강성을 유지하여 대부분의 다른 섬유를 능가 할 수 있습니다.
