先進(jìn)陶瓷纖維有限責(zé)任公司(ACF)憑借顛覆性直接轉(zhuǎn)化工藝(DCP)在超高溫材料領(lǐng)域取得突破。這家由愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室退休專家創(chuàng)立的美國企業(yè),通過專利技術(shù)將碳纖維表面轉(zhuǎn)化為50-300納米金屬碳化物涂層,開發(fā)出可耐受3940℃高溫的 Fi-Bar 復(fù)合材料,較純碳纖維耐溫壽命提升數(shù)千倍。
ACF的直接轉(zhuǎn)化工藝(DCP)碳化硅(SiC)涂層碳纖維長絲。基底碳纖維可以被看作是每根燈絲的黑色中心,有均勻的白色SiC外層(左)。NASA格倫號(hào)拍攝的掃描電子顯微照片(SEM)顯示,碳纖維上有0.03微米厚的碳化硅涂層。來源ACF,NASA格倫
ACF的核心技術(shù)DCP實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)革新,數(shù)秒內(nèi)即可完成傳統(tǒng)CVD工藝數(shù)小時(shí)的涂層處理,不僅將碳化硅(SiC)、鉭(Ta)、鉿(Hf)等34種金屬碳化物集成于纖維表面,還同步形成界面脫粘層,省去傳統(tǒng)CMC材料的昂貴涂層工序。該材料在1371℃渦輪葉片測試中表現(xiàn)穩(wěn)定,1716℃環(huán)境下無顯著損傷,其自我修復(fù)氧化層特性使緊固件在 2000℃;600磅載荷測試中通過彈丸沖擊考驗(yàn)。
使用DCP將碳纖維線軸和機(jī)織織物轉(zhuǎn)化為Fi-Bar。
在商業(yè)化層面,ACF已獲10項(xiàng)SBIR/STTR計(jì)劃資助,與美國海軍合作開發(fā)2700℃渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件,為高超音速武器研制低介電常數(shù)雷達(dá)罩材料,并聯(lián)合約翰霍普金斯大學(xué)為
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