仿生中空SiC纤维制备及吸波性能研究

采用静电纺丝法结合碳热还原制备出仿生中空碳化硅纤维。借助XRD、SEM和EDS分析了样品的物相组成和微观形貌,发现纤维物相为β-SiC和少量无定形SiO_(2),纤维呈现出中空结构,纤维直径约为250nm,表面出现纳米孔洞。利用矢量网络分析仪测试了纤维材料2~18GHz频率范围内的电磁参数,结果表明,当纤维填充量为25wt%时,样品的损耗角正切值峰值较大,且具有较高的衰减常数,峰值达到307.87,同时当吸收层厚度为2.2mm时,在16.1 GHz时反射损耗为-34.6dB,有效带宽为8.2GHz。这是由于纤维的中空结构引起微波在材料内部发生多次反射、散射和德拜弛豫,从而赋予材料良好吸波性能。

基于前驱体转化制备孔隙梯度分布的碳化硅纤维

以SiC陶瓷前驱体——聚碳硅烷(PCS)的纤维为原料,经臭氧不熔化和热解至1600℃获得多孔结构的碳化硅(SiC)纤维。采用扫描电镜、X射线衍射仪、元素分析仪和比表面积与孔径分析仪等研究了臭氧不熔化时间和热解温度对纤维形貌与组成的影响。结果表明:当热解温度从1300℃提升至1600℃,SiC纤维呈现出氧元素含量显著降低,比表面积显著增加,形态从无定形转化为结晶形态,以及SiC纤维壁形成多孔结构且孔径从外到内呈梯度缩小等变化;当臭氧不熔化时间为20 min时,所得的多孔结构的SiC纤维还具有中空结构,比表面积为10.45 m^(2)/g,纤维壁富含尺寸介于2~30 nm的介孔。