碳化硅（SiC）纖維是繼碳纖維之后開(kāi)發(fā)的一種高性能陶瓷纖維，它具有高強度、高模量、耐化學(xué)腐蝕、耐高溫、抗氧化、抗蠕變等性能。在應用方面，SiC纖維與陶瓷基體具有良好的兼容性，是重要的高性能陶瓷基復合材料的增強體。目前，SiC纖維增強的陶瓷基復合材料已被應用于航空航天發(fā)動(dòng)機的耐熱部件、可重復使用的運載器的熱防護材料、高超音速運輸推進(jìn)系統、原子核反應堆材料等。此外，其還在高溫燒結爐用的加熱棒、冶金高溫碳套、高速剎車(chē)盤(pán)、燃汽輪機熱端部件、高溫氣體過(guò)濾和熱交換器等領(lǐng)域具有應用價(jià)值。
　　
　　SiC纖維的制備方法有：有機先驅體轉化法、化學(xué)氣相沉積法、超細微粉燒結法和活性碳纖維轉化法等。有機先驅體轉化法是以有機聚合物為先驅體，利用其可溶或可熔等性質(zhì)實(shí)現成型后，經(jīng)高溫處理，使之從有機物轉變?yōu)闊o(wú)機陶瓷材料的方法。與其它方法相比，有機先驅體轉化法制備SiC纖維具有顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)，包括：（1）通過(guò)分子設計，可控制有機先驅體的組成，從而獲得具有不同功能的SiC纖維或改善SiC纖維的性能；（2）易成型，適于制備細直徑的連續SiC纖維；（3）生產(chǎn)效率較高和成本較低。日本和美國基于有機先驅體轉化法研制SiC纖維的實(shí)力處于國際領(lǐng)先地位，主要有日本Nippon Carbon公司開(kāi)發(fā)的Nicalon系列SiC纖維、日本Ube Industries公司開(kāi)發(fā)的Tyranno系列SiC纖維和美國COI ceramics公司開(kāi)發(fā)的Sylramic系列SiC纖維。
　　
　　上世紀70年代末，我國開(kāi)始基于有機先驅體轉化法研制自己的SiC纖維。但是，與國際上高性能SiC纖維的技術(shù)指標相比，當前仍存在不小的差距。在產(chǎn)量方面，據不完全統計，當前，全球連續SiC纖維的總產(chǎn)量達300噸，產(chǎn)量最大的是日本Nippon Carbon公司和Ube Industries公司，均達到120噸/年，而我國的產(chǎn)量約占全球的1%，連國內市場(chǎng)都無(wú)法滿(mǎn)足，進(jìn)而嚴重影響到我國在SiC纖維增強的陶瓷基復合材料的研制。因此，對我國而言，高性能SiC纖維及其增強的陶瓷基復合材料的制備與量產(chǎn)化迫在眉睫。鑒于SiC纖維及其增強的陶瓷基復合材料在核能和航空航天等高技術(shù)領(lǐng)域的戰略性地位，美國和日本對它們實(shí)行壟斷政策，并對我國進(jìn)行技術(shù)封鎖。為了促進(jìn)我國核能、航空航天等重要領(lǐng)域的發(fā)展，必須加快高性能SiC纖維及其增強的陶瓷基復合材料的研制步伐。在此背景下，中科院寧波材料所特種纖維事業(yè)部、特種纖維與核能材料工程實(shí)驗室開(kāi)展了SiC纖維和SiC纖維增強SiC陶瓷基復合材料關(guān)鍵制備技術(shù)的研制工作。該項工作獲得國家自然科學(xué)基金重大研究計劃項目、中科院先導項目等的支持。
　　
　　SiC有機先驅體是影響SiC纖維和SiC纖維增強的SiC陶瓷基復合材料的制備工藝與性能的關(guān)鍵因素之一，在2015年，在SiC有機先驅體制備方面，項目組取得了以下成績(jì)：
　　
　　1、成功制備出聚硅烷（PMS）：為了解決PMS來(lái)源困難的問(wèn)題，項目組開(kāi)展了PMS的研制工作。在2個(gè)半月的時(shí)間內，完成反應條件探索、中試設備采購和成功制備出公斤級且品質(zhì)合格的PMS，滿(mǎn)足了項目運行對原料的需求，并且形成了可工程化制備的技術(shù)。
　　
　　2、利用PMS成功合成聚碳硅烷（PCS）：PCS是SiC纖維重要的有機先驅體，通過(guò)摸索工藝條件對PCS的分子量大小及分布、軟化點(diǎn)和可紡性等影響規律的研究；設計制造了PCS中試合成裝置，在安裝、調試過(guò)程中解決了設備配置和溫度控制等問(wèn)題；目前，項目組利用中試合成裝置制備出公斤級可紡性良好的PCS，并成功紡出連續長(cháng)度超過(guò)2萬(wàn)米的SiC纖維原絲。
　　
　　3、解決某種液態(tài)超支化聚碳硅烷（LHBPCS）的制備技術(shù)：LHBPCS作為SiC陶瓷基體的先驅體，因具有流動(dòng)性好、可自交聯(lián)、陶瓷產(chǎn)率高以及熱解產(chǎn)物接近SiC化學(xué)計量比等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。項目組成功合成了某種LHBPCS，目前正在進(jìn)行中試放大合成。
　　
　　項目組在SiC纖維有機先驅體及SiC陶瓷基體有機先驅體的成果為下一步SiC纖維的工程化制備及SiC纖維增強的SiC陶瓷基復合材料的制備和研究奠定了堅實(shí)的基礎。