Прогресс в области передовых керамических волокон: от методов формования до передовых применений

Несмотря на превосходную термостабильность, высокие температуры плавления и химическую инертность керамических материалов, присущая им хрупкость ограничивает их применение в различных областях. Для решения этой проблемы были разработаны керамические волокна, обладающие гибкостью и функциональными свойствами, необходимыми для передовых применений. В настоящем обзоре обобщены последние достижения в области керамических волокон с акцентом на четыре основных метода формования: формование из расплава, электроформование, формование волокон выдуванием раствора и мокрое формование, а также на лежащие в их основе механизмы изготовления и взаимосвязи между параметрами процесса и структурой материала. Волокнистые структуры, включая аэрогели, текстильные материалы и мембраны, демонстрируют выдающиеся характеристики в задачах термозащиты, эксплуатации в экстремальных условиях, поглощения электромагнитных волн, термоэлектрического преобразования энергии, создания носимых электронных текстильных материалов и высокотемпературного катализа. Несмотря на достигнутый прогресс, сохраняются проблемы масштабируемого непрерывного производства, длительной стабильности в реальных условиях эксплуатации, многофункциональной интеграции и экономически эффективного устойчивого производства. Обзор предлагает ориентиры для переноса лабораторных разработок в практическое крупномасштабное применение в аэрокосмических, энергетических и электронных системах.