随着现代科技的飞速发展，国防、航空航天、能源等领域对材料的轻质、高强、高模、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、抗磨损等性能提出了越来越高的要求。即使是金属材料，目前最好的高温合金单晶叶片材料也远远不能满足上述需要；尽管单相陶瓷具有极佳的耐温潜力，但毫无预兆的灾难性破坏是其致命缺陷。这表明常规的单一材料已不能完全适应现代技术的需求，材料的复合化成为材料发展的必然趋势之一。因此，发展先进的陶瓷基复合材料成为21世纪航空、航天及高技术领域中结构材料和功能材料的支柱材料，而先进陶瓷基复合材料的开发与应用，必然要以高性能纤维的研究与开发作为前提与基础。因此，发达国家无不从战略高度投入巨资研究与开发高比强度、高比模量、耐高温、抗氧化的高性能纤维[120-121]。
连续陶瓷纤维作为先进复合材料的主要增强体，应用非常广泛，可作为高温耐热材料、聚合物、金属和陶瓷基复合材料的增强体。纤维作为复合材料的增强体应具有以下基本特征[98]：
1）增强体应具有能明显提高基体某种所需特性的性能，如高的比强度、比模量、高热导率、耐热性、耐磨性、低热膨胀性等，以便赋予基体某种所需特性和综合性能。
2）增强体应具有良好的化学稳定性。在复合材料制备和使用过程中其组织结构和性能不发生明显的变化和退化，与基体有良好的化学相容性，不发生严重的界面化学反应。
3）与基体有良好的润湿性，或通过表面处理后能与基体良好地润湿，以保证增强体与基体良好地复合和分布均匀。
纤维常用作陶瓷基复合材料的增强增韧体。除对纤维的上述要求外，还应具备直径小，在氧化性或其他有害气氛中还应有较高的化学稳定性和强度保留率等特点。目前可作为陶瓷基复合材料的增强纤维主要有碳纤维、SiC纤维、Si3N4纤维、BN纤维、Al2O3纤维等。(www.xing528.com)
高性能陶瓷纤维日益引起材料研究人员的广泛关注，所以探索研究开发了多种制备方法。具体方法有：①水热法；②碳纤维灌浆置换法；③连续陶瓷纤维的物理成型技术（超细微粉挤出纺丝法和基体纤维溶液浸渍法）；④连续陶瓷纤维的气相合成技术（化学气相沉积法和化学气相反应法等）；⑤连续陶瓷纤维的先驱体转化技术（有机聚合物先驱体转化法和溶胶—凝胶法等）。在以上方法中，溶胶—凝胶法和先驱体转化法显示出一定的优越性[124]。
溶胶—凝胶法通常是将金属盐类与羧酸混合，配制成一定粘度的溶胶，将溶胶纺丝后进行热处理而制备无机纤维的方法。该工艺尤其适合高附加值功能陶瓷纤维的生产。Al2O3陶瓷纤维是应用溶胶—凝胶法最成功的例子之一[123]，主要是制备氧化物陶瓷纤维。溶胶—凝胶法的优点，如较高的纯度和均匀度，较低的反应温度，可以控制材料的超细微结构，易于加工成型等。但也存在原材料价格比较昂贵、材料内部易因收缩应力而形成微裂纹等问题。
先驱体转化法是利用陶瓷先驱体聚合物的可溶和可熔性而纺丝，经不熔化处理后再高温裂解制得陶瓷纤维的方法。最早工作始于20世纪60年代，Poper[124]首先用其制得了碳纤维；1974年Verbeek和Winter[125]用聚硅氮烷制得氮化硅纤维。1976年Yajima[4]用聚硅碳烷制得碳化硅纤维并用于生产，在近二十多年中成功开发出一系列新型有机硅/金属聚合物先驱体，先驱体转化法制备的纤维品种也由碳纤维发展为以碳化硅、氮化硅为代表的二元体系，以Si—B—N、Si—C—N为代表的三元体系，以及以Si—B—C—N为代表的四元体系。这些纤维大多具有较高的强度和较好的高温性能，其中多数已进入实用阶段[126]。
先驱体转化法制备陶瓷纤维的领域里，日本一直处于领先地位。日本碳公司在月产4～5t NicalonTM（空气不熔化处理）纤维的基础上，采用电子束辐照方法制得低氧含量、耐温性能明显提高的Hi-NicalonTM纤维，现已达到月产1t的生产规模。在国内，国防科技大学航天与材料工程学院是最早开展先驱体转化法制备连续SiC纤维研究与开发的单位。从1980年开始进行SiC纤维的研究，经过近30年的努力，现已建成年产500kg的中试生产线，所制KD-I型纤维连续长度>500m，单纤维抗张强度2.0～2.5GPa，杨氏模量160～180GPa，纤维直径13～15μm，丝束根数800～1200根/束。厦门大学也开展先驱体法制备纤维的研究。但是，与国外产品相比，国产连续纤维目前仍存在着纤维的力学性能偏低、稳定性也不甚理想、耐高温性能差等差异[2，127]。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
