航空航天材料下一个蓝海：碳化硅陶瓷基复合材料行业深...

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5.2 国内 SiC 纤维研制情况

SiC纤维因其特殊性，一直被作为军事敏感材料，国外对我国实行技术封锁和产品垄断。国内必须独立自主的开发和研究SiC纤维，尤其是耐超高温的SiC纤维，才能促进国内先进复合材料的发展和武器装备的研制，提高我国军事实力和综合国力。我国研究SiC纤维的主要单位有国防科技大学、厦门大学等，并取得了卓有成效的成果；苏州赛力菲陶纤有限公司是我国首家成功实现连续SiC纤维产业化生产的企业。我国从20世纪80年代开始SiC纤维的研究，比日本晚8年左右，而与美国和德国几乎同步。

20世纪90年代和21世纪初，国防科技大学和厦门大学分别开展了含铝SiC纤维和低氧SiC纤维、含杂SiC纤维的研究。在师昌绪、才鸿年、张立同和刘大响等一批院士的建议和支持下，这些研究获得国家有关科技计划的支持。国防科技大学是我国最早开展先驱体法制备SiC纤维和含钛SiC纤维研究的单位，经历了实验室制得短纤维到制备连续纤维和工业化开发过程。以冯春祥教授为首的科研团队经过艰苦的探索，于1991年建成了国内第一条连续碳化硅纤维实验生产线。目前已建成了产能500kg/年的SiC纤维中试生产线，制得了具有较好力学性能的连续SiC纤维及含钛碳化硅纤维。

中国工程院张立同院士的领导下，厦门大学特种先进材料实验通过自主开发以及与国际合作研制，形成了国际先进、国内唯一的高性能连续陶瓷纤维的制造平台。制得的SiC纤维性能接近日本同类产品水平，目前正在进行小批量生产技术的完善。厦门大学的特色在于通过电子束辐射和热化学交联的方式，实现了SiC原丝纤维的非氧气氛交联，制得低氧含量的交联纤维，再经过高温烧成制得低氧含量的高耐温SiC纤维。

苏州赛力菲陶纤有限公司（简称苏州赛力菲）2005开始进行碳化硅材料研发，技术来源于国防科大。2011年，苏州赛力菲成功实现连续SiC纤维的产业化，并开始向国内相关单位提供可用纤维，使我国成为继日本和美国后又一个能实现连续SiC纤维产业化的国家。目前苏州赛力菲已经实现连续第一代SiC纤维SLF-I纤维的工程化生产，基本突破第二代SiC纤维制备关键技术，2~3年时间内可实现连续第二代SiC纤维工程化生产（年产能吨级）。


与国外产品相比，赛力菲SLF-I纤维的力学性能与编制性能接近或达到国外产品，但在综合性能和产能上仍有一定的差距。目前苏州赛力菲陶纤有限公司已经实现产能吨级连续SiC纤维，产能10吨/年的产业化基地正在建设中。

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六、SiC 陶瓷基复合材料构件及 SiC 纤维市场前景

6.1 国际航空发动机巨头对SiC陶瓷基复合材料市场前景的判断

来自GE公司官方的预测：2013-2023年航空发动机市场对CMC的需求将递增10倍。据此，为应对CMC部件需求增长带来的产能压力，2013年6月GE投资1.25亿美金，在美国北卡罗莱纳州的阿什维尔建设1.16万m2的生产基地，用以支撑LEAP-X发动机CMC部件的量产，也为日后GE9X发动机供应所需CMC批产部件，并将逐步应用到为波音787和747-8提供动力的GEnx上，以及在CFM的新一代LEAP发动机上全面推广。

为确保高端SiC纤维的供应，2012年4月GE还携手SNECMA对外发布，将联合日本碳素公司合资成立NGS公司（NGSAdvancedFibersCo.Ltd.），生产和售“Nicalon”品牌SiC连续纤维，以确保“两强”对CMC关键原材料SiC纤维的持续供应能力。

GE正努力将CMC应用到发动机的各种部件，包括涡轮叶片升级用到F414中，预计到2016~2018年间将日产800个CMC成品部件，以兑现大力拓展CMC发动机部件应用的承诺。CFM准备从2016年开始由CFM56的生产逐渐过渡到LEAP-X发动机，到2020年实现年产1700台发动机。为实现这一产能需求，计划投资7.5亿美元，在美国密西西比州埃利斯维尔新建和扩建厂房，总面积扩至139350m2，用于量产CMC材料部件。

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6.2 SiC陶瓷基复合材料在我国航空航天发动机领域的应用前景

根据《中国航天报》2014年5月的报道，中国航天科技集团公司六院11所研制生产的陶瓷基复合材料喷管首次参加地面试车，顺利通过了发动机方案验证。

根据中国商用航空发动机公司研究员2014年发表在《航空制造技术》的《商用航空发动机陶瓷基复合材料部件的研发应用及展望》，我国商用航空发动机处在追赶先进的研制阶段，不远的将来，也将推出装配具有自主知识产权CMC部件的国产长江系列商用航空发动机。

由此可见，我国航空航天发动机产业对SiC陶瓷基复合材料的研制正在稳步推进。SiC陶瓷基复合材料与SiC纤维应用前景值得期待。