氮化硅纤维指由硅氮烷类前驱体纤维经高温烧制而成的陶瓷纤维。与其他陶瓷纤维相比,氮化硅纤维兼具氮化硅陶瓷和纤维材料的特性,具有强度高、耐高温、弹性模量高、抗侵蚀性佳等优势,在保温隔热材料、电子电气、汽车制造以及航空航天等领域拥有广阔应用前景。
氮化硅纤维制备方法包括热处理干凝胶法、热蒸发法、模板法、化学气相沉积法(CVD)、前驱体转化法等。热处理干凝胶法指以二氧化硅干凝胶为基材,在氮气保护条件下,利用金属类纳米颗粒催化剂制得成品,该法存在生产成本高、生产难度大等情况,未实现规模化应用;前驱体转化法指以聚硅碳烷、聚硅氮烷以及全氢聚硅氮烷为前驱体,经熔融纺丝、高温氮化等流程制得成品,该法为氮化硅纤维主流制备方法。
受市场前景吸引,我国氮化硅纤维研发热情持续高涨,目前已取得众多新进展。2022年初,东华大学丁彬教授、俞建勇教授研究团队基于冷却纺织品的全天冷却方法,利用氨纶及氮化硅纤维,成功制备出一种高性能辐射冷却纺织品——分级聚氨酯/氮化硅纤维膜,该产品具有热传导性好、润湿性佳等优势,未来将在工业生产、运动服制造等领域获得应用。
根据新思界产业研究中心发布的《
2023-2028年中国氮化硅纤维(Si3N4纤维)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,氮化硅纤维性能优良,可作为金属基复合材料、陶瓷基复合材料的增强体,在保温隔热材料、电子电气、汽车制造以及航空航天等领域拥有广阔应用前景。但目前,受技术壁垒高、生产成本高等因素限制,我国氮化硅纤维市场占比较低。未来伴随下游需求日益旺盛,我国氮化硅纤维行业发展空间将进一步扩展。
全球氮化硅纤维市场主要集中于欧美及日本,代表企业包括美国陶氏化学公司(DOW)、德国拜耳集团(Bayer)、日本东亚燃料公司等。我国氮化硅纤维行业起步较晚,技术水平及产品质量与海外发达国家相比仍存在差距。火炬电子为我国唯一实现氮化硅纤维产业化的企业。
新思界
行业分析人士表示,氮化硅纤维作为高性能陶瓷纤维,在众多领域应用广泛,行业发展前景较好,目前,受技术壁垒高、生产成本高等因素限制,我国氮化硅纤维规模化应用进程缓慢推进。未来伴随我国企业自主研发实力提升,氮化硅纤维行业发展速度有望加快。