摻雜碳化硅纖維,是一種通過在碳化硅基體中引入特定的摻雜元素(如鈦、鋁、鉻等),以優化其物理和化學性能的高性能材料。
碳化硅纖維(SiC纖維),是一種具有β-碳化硅結構的無機陶瓷纖維材料,制備工藝包括化學氣相沉積法、先驅體轉化法、活性炭纖維轉化法、超微細粉高溫燒結法四種,根據形態不同分為晶須和連續纖維兩種。碳化硅纖維具有耐高溫、高模量、化學穩定性好、強度高、耐氧化性優越等特點,是航空航天、國防軍工、核能等領域的關鍵戰略材料。
通過在碳化硅基體中引入鈦、鋁、硼等特定異質元素,經過適當工藝可得到摻雜碳化硅纖維。相較于傳統碳化硅纖維,摻雜碳化硅纖維耐高溫性、抗氧化性、強度等性能更加優良,應用前景廣闊。
在航空航天領域,摻雜碳化硅纖維可用于航空發動機、火箭發動機、機身框架等制造中;在核能領域,摻雜碳化硅纖維可用于核反應堆燃料元件制造中;在國防軍工領域,摻雜碳化硅纖維可用于導彈彈體、裝甲車防護材料等制造中。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025年中國摻雜碳化硅纖維市場專項調研及企業“十五五規劃”建議報告》顯示,隨著企業和機構研究力度不斷加大,我國摻雜碳化硅纖維相關專利數量也在持續增長,2020年來包括福建立亞新材有限公司的“一種稀土摻雜的高性能連續碳化硅纖維的制備方法”、武漢科技大學的“一種硼摻雜碳化硅纖維及其制備方法”、江西信達航科新材料科技有限公司的“鈹、鉿共摻雜的碳化硅/氮化硼纖維及其制備方法與應用”等。
摻雜碳化硅纖維技術壁壘高,全球具備生產實力的企業較少,包括日本宇部興產株式會社、美國COI陶瓷公司、湖南澤睿新材料有限公司等。湖南澤睿新材料有限公司是我國唯一的摻雜碳化硅纖維研發和產業化的企業,能夠提供國內種類最全和產能最大的摻雜系列碳化硅纖維,包括Zeralon 3A摻鋁碳化硅纖維、Zeralon® RA系列碳化硅纖維等。
新思界
行業分析人士表示,摻雜碳化硅纖維性能優良,在航空航天、國防軍工、核能等領域應用前景可觀。受技術壁壘高影響,歐美日企業在全球摻雜碳化硅纖維市場占據壟斷地位。澤睿新材是率先實現摻雜碳化硅纖維產業化的企業,對推動我國摻雜碳化硅纖維行業自主化發展具有重要意義。
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