第二代连续碳化硅纤维助力第二架C919完成首飞

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       2017年12月17日中午12时34分，经过2个小时的飞行，第二架国产C919大型客机降落浦东机场，顺利完成首飞任务。值得粉体人关注的是，C919发动机中的关键耐热材料采用的是第二代连续碳化硅纤维。
       第二代连续碳化硅纤维具有耐高温、抗氧化、高强度和低密度等特点，可在1200℃以上高温氧化性气氛中使用，相比用于发动机材料的高温合金，其工作温度提高200℃以上，结构减重30%以上。是最具前景的航空航天专用发动机材料。
何为第二代连续碳化硅纤维？
       众所周知碳化硅材料具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，用于制作高级耐火材料。由碳化硅制备的碳化硅纤维材料也具有耐高温等特性，其最高使用温度可达1200℃，耐热性和耐氧化性均优于碳纤维，强度达 1960～4410MPa，在最高使用温度下强度保持率在 80%以上，模量为176.4～294GPa，化学稳定性也好。在航空航天中应用十分广泛。
       从形态上可将碳化硅纤维分成晶须和连续纤维两种。连续碳化硅纤维是碳化硅包覆在钨丝或碳纤维等芯丝上而形成的连续丝或纺丝和热解而得到的纯碳化硅长丝。最早由美国阿芙科公司投产。
       按照连续碳化硅纤维的使用温度将其分为三代：使用温度为1100℃左右的为第一代连续碳化硅纤维；使用温度为1200-1250℃的为第二代连续碳化硅纤维；使用温度为1400-1450℃的为第三代连 续碳化硅纤维。
       近几年来，只有美国和日本的数家公司实现了第二代连续碳化硅纤维的工业化量产，并研制出第三代连续碳化硅纤维。由于技术落后等原因，国内仅在实验室中有少量制备。
       随着我国航空航天的快速发展，作为我国航空航天关键战略材料的第二代连续碳化硅纤维的工业化生产进程也随之加速。日前，在众多专家、学者和企业的共同努力下，滨海新区宁波众兴新材料有限公司已成功建设首条第二代连续碳化硅纤维生产线，并成功投产顺利通过取样验收。
       根据国家制造强国建设战略咨询委员会数据显示，2025年，国内干线客机对大型涡扇发动机的市场累计需求总量超6000台。每台涡扇发动机需要200公斤的第二代连续碳化硅纤维，光这一种发动机，对该材料的累计需求量就达到1200吨。而众兴新材料的该条生产线年产能仅10吨，并且厂房内预留的3条生产线全部投产后年产量仅为80-100吨，相对于航空航天领域的需求来说，仍是杯水车薪。第二代连续碳化硅纤维急需释放产能，以跟上我国制造强国的步伐。