陶瓷纖維管的制備工藝需結(jié)合材料特性與應(yīng)用需求，通過多步驟工藝實現(xiàn)纖維定向排列與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。以下是主流制備方法及其技術(shù)要點：

一、核心制備工藝

1. 擠出成型法

• 工藝原理
  陶瓷纖維棉與結(jié)合劑（如硅溶膠）混合成泥料，經(jīng)螺桿擠壓機連續(xù)擠出成型

• 關(guān)鍵參數(shù)

• 擠出壓力：8-15MPa（纖維取向度＞70%）

• 燒結(jié)溫度：1200-1450℃（莫來石纖維）

• 產(chǎn)品特點

• 適合長直管（長度可達 6m）

• 內(nèi)壁光滑度 Ra≤3μm

• 典型應(yīng)用：工業(yè)窯爐管道

2. 纏繞成型法

• 技術(shù)流程
  纖維紗線浸涂樹脂后，在旋轉(zhuǎn)芯模上逐層纏繞→固化→脫芯→高溫?zé)Y(jié)

• 創(chuàng)新方向

• 采用多軸數(shù)控纏繞（±45° 交叉纏繞），環(huán)向強度提升 35%

• 引入碳納米管增強界面結(jié)合力

3. 模壓成型法

• 工藝優(yōu)勢

• 可制備復(fù)雜截面（如 L 型、T 型）

• 密度均勻性 CV＜5%

• 工藝參數(shù)

• 成型壓力：20-30MPa

• 保壓時間：10-15min

• 適用場景
  航天發(fā)動機燃燒室異形管件

4. 離心甩絲法（原棉制備）

• 纖維形成機制
  熔融陶瓷液（1500-1700℃）經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)離心盤（5000-8000rpm）甩出，形成直徑 2-5μm 的纖維

• 后處理工藝
  原棉經(jīng)針刺法制成氈材，再卷制成管

5. 溶膠 - 凝膠法（納米級纖維）

• 技術(shù)突破
  通過前驅(qū)體溶液（如 Al (NO?)?-SiO?）紡絲，形成納米纖維（直徑＜100nm）

• 性能提升

• 比表面積＞200m2/g

• 導(dǎo)熱系數(shù)降低至 0.03W/(m?K)（800℃）

二、前沿技術(shù)進展

1. 3D 打印技術(shù)

• 使用陶瓷漿料（如 Al?O?-SiO?）進行 FDM 打印

• 可實現(xiàn)梯度孔隙率設(shè)計（軸向孔隙率從 50% 漸變至 80%）

2. 靜電紡絲法

• 制備直徑 50-200nm 的連續(xù)纖維

• 用于電池?zé)峁芾淼某±w維隔膜

3. 化學(xué)氣相沉積（CVD）改性

• 在纖維表面沉積 SiC 涂層（厚度 1-3μm）

• 抗氧化性能提升 5 倍（1300℃下壽命＞2000h）

三、質(zhì)量控制要點

1. 纖維分散性
   通過超聲波檢測纖維團聚指數(shù)（＜5% 為合格）

2. 燒結(jié)致密化
   采用熱膨脹儀監(jiān)測燒結(jié)收縮率（控制在 18-22%）

3. 殘余應(yīng)力
   X 射線衍射法檢測晶相應(yīng)力（σ＜50MPa）

某航天材料研究所采用纏繞成型 + CVD 涂層工藝，制備的 SiC 陶瓷纖維管在 1600℃燃氣沖刷下壽命達 500h，成功應(yīng)用于新一代火箭發(fā)動機噴管。未來，隨著智能化控制技術(shù)的發(fā)展，陶瓷纖維管的制備將向全流程數(shù)字化、精準化方向升級。