皮芯结构碳化硅陶瓷纤维的制备及性能

采用空气与真空气氛脉冲的方法对聚碳硅烷(PCS)纤维进行气氛脉冲热氧化处理,然后在惰性气氛中热解制备出具有皮芯结构的碳化硅陶瓷(Si C)纤维,研究了脉冲次数对PCS纤维热氧化质量增加率、化学结构、Si–H键反应程度、氧元素分布及烧成SiC纤维晶体结构与力学性能的影响。结果表明:气氛脉冲处理可实现PCS的热氧化不熔化,且热氧化反应主要发生在PCS纤维的外表层,外表层形成了大量的Si–OH、Si–O–Si和C=O含氧结构,氧在PCS纤维径向上呈现梯度分布特性,表层富氧芯部低氧,脉冲热氧化使得PCS纤维凝胶出现时对应的热氧化质量增长和Si–H键反应程度都较低,分别为7.03%和25.37%;烧成得到的Si C陶瓷纤维仍保持了同样的氧梯度分布特性,且具有β-SiC晶体结构,是一种典型的皮芯结构,抗拉强度可达(1.74±0.21) GPa。