杨凡凡，张 瑜，张 涛，王 健，赵 伟，李晋宇，王 坤，刘玉浩，郝桓民，范丽君，黄小萧，温广武

(1.哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院，威海 264200；2.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150001；3.烟台鲁航炭材料科技有限公司，烟台 262006；4.山东理工大学材料科学与工程学院，淄博 255049)

0 引 言

碳纤维(CFs) 是一种优异的碳材料，比强度是钢的16倍以上，但密度仅为钢的1/5左右[1]。碳纤维的弹性模量通常高于230 GPa，是钢的弹性模量的1.8～2.6倍[2-4]，此外还具有低电阻率[5-6]、耐酸[7]、耐腐蚀、耐油、耐辐射[8]和良好的抗热震性能[9]。自从20世纪60年代作为商品首次亮相以来，碳纤维作为一种受到广泛关注的新材料，已迅速用于航空航天和民用工业等高科技领域[10-11]。然而，碳纤维高温抗氧化性能弱[12-14]：当在温度超过550 ℃的大气气氛下，碳纤维本身将迅速开始氧化[15-17]，失去其强化作用[18-19]。而SiC具有低的热膨胀和耐高温氧化性能[20-21]，能弥补碳纤维抗氧化性能的不足。此外SiC具有高机械强度、抗蠕变性能以及与陶瓷基体的相容性好等优异性能[22-24]，是理想的高温耐烧蚀材料。

SiC纤维制备工艺较长，且成本较高。如果采用商品化的碳纤维作为核，通过涂敷硅溶胶，制备表面SiC涂层[25-27]，能够满足一些耐高温烧蚀的应用环境。而硅溶胶与碳纤维的反应过程尚不明确，因此本文从热力学角度对硅溶胶与碳纤维的反应阶段、反应吉布斯自由能进行了计算，归纳了SiC涂层的生长模型，对制备壳核结构SiC/C纤维提供理论依据。

1 实 验

1.1 原材料及设备

主要化学原料及试剂的各项相关信息如表1所示。……