段电磁波的相互干扰，特别是防止微波对无线电通讯、广播、雷达等的干扰，国际上已明确规定可作为加热或干燥，应用于工业、科研和医学等应用的频段只有四段，即分别为:L段，频率为890?940MHz，中心波长为0.330m ；S段，频率为2.40?2.50GHz，中心波长为0.122m ；C段，频率为5.725?5.875GMHz，中心波长为0.052m ；K段，频率为22.0?22.25GHz，中心波长为0.008m。即中心频率分别位于433MHz，915MHz，2.45GHz，28GHz。本发明采用的是普遍使用的磁控管作为微波源，在通行的2.45GHz中心频段下进行处理。
[0021]根据电磁波与电磁场的工作原理，以速调管、行波管等其他类型的微波源，在其他频段也可产生电磁场的迭加汇集，从而诱导产生等离子体。因此，本发明可推广至基于微波诱导等离子体处理的基本原理，使用速调管、行波管等其他类型的微波源，或中心频率位于433MHz、915MHz、28GHz等其他波段的处理，同样可以快速获得到C/SiC同轴纤维，因此与本发明类似的操作也应属于本发明的相关内容。
[0022]本发明的有益效果:
[0023]I)过程简单、易操作。制备过程中无环境污染，工艺环保，制备过程中除了电力消耗，不产生废气、废液、废渣等；
[0024]2)原料成本低，适应性强。各种碳纤维都可被微波诱导等离子体处理并生成同轴结构的C/SiC复合纤维；利用市售的硅粉、二氧化硅等工业品即可作为硅源，进行C/SiC同轴纤维的制备，且无需对原材料进行前期预处理；
[0025]3)制备碳/碳化硅(C/SiC)同轴纤维的速度快，效率高，微波诱导等离子体的处理过程，只需10?60秒；
[0026]4)获取得到的C/SiC同轴纤维，结构理想。表面形成的碳化硅(SiC)保护层连续均匀，与碳纤维芯体的结合致密无缺陷；
[0027]5)真空度要求低，可以在10?50kPa的低真空，或氮气/氩气保护的常压条件进行处理，利用普通的机械泵或水环泵就可降低炉腔中氧化气氛的影响；也不需要精确的真空表等进行反应空间条件的检测和控制；
[0028]6)产物形态尺寸可控，通过调整原料中碳源与硅源的摩尔比，微波诱导等离子体的处理功率，以及处理时间等工艺参数，即可得到SiC保护壳层厚度不同的C/SiC同轴纤维；
[0029]7)获取得到的碳/碳化硅(C/SiC)同轴纤维，具有优异的抗氧化效果，起始氧化温度提高至760°C以上，且该氧化可归结为表面碳化硅的氧化；1100?1420°C以上高温持续氧化后的残留率可达到40%以上。
【附图说明】
[0030]图1是Kim等基于VS机制合成得到的C/SiC同轴纤维表面上的剥离现象；
[0031]图2是Kim等合成的C/SiC同轴纤维表面SiC保护壳层与碳纤维芯体的结合界面形貌；
[0032]图3是碳/碳化硅(C/SiC)同轴纤维(径面)；
[0033]图4是碳/碳化硅(C/SiC)同轴纤维(轴向)；
[0034]图5是利用静电纺丝方法得到的(:/5102同轴纤维；
[0035]图6是复合使用射频直热法和化学气相沉积方法制备C/SiC同轴纤维；
[0036]图7是微波诱导等离子体处理得到的C/SiC同轴纤维(3kW/55秒)；
[0037]图8是微波诱导等离子体处理得到的C/SiC同轴纤维(3.0kff/20秒)；
[0038]图9是微波诱导等离子体处理得到的C/SiC同轴纤维(2.0kff/30秒)；
[0039]图10是微波诱导等离子体处理得到的C/SiC同轴纤维(4.0kff/15秒)；
[0040]图11是微波诱导等离子体处理得到的C/SiC同轴纤维(5.5kff/10秒)；
[0041]图12是微波诱导等离子体处理得到的C/SiC同轴纤维(3.5kff/40秒)。
【具体实施方式】
[0042]下面详细描述本发明的具体实施方案。
[0043]对比例I
[0044]使用传统化学气相沉积法制备SiC涂层
[0045]目前，使用化学气相沉积法进行制备SiC涂层的实例有很多。如文献《CVD法制备SiC先进陶瓷材料研宄进展》(材料工程，2002(7):46-48)涉及了一种用甲基三氯硅烷(MTS)为先驱体，在900?1600°C发生热分解反应，产生的SiC气体通过降温凝固沉积于基体表面，形成SiC涂层。用该方法虽然制备出的SiC纯度高，沉积温度范围宽，但MTS分解时会放出大量的HCl气体，HCl气体不仅具有毒性，而且对设备具有较强的腐蚀性，不够环保。再如文献《以液态碳硅烷为先驱体制备CVD SiC涂层》(材料科学与工艺，2007, 15(6):848-850)中也使用了 CVD法，其特征在于，以洁净的单晶硅片和石墨片为坯体，用液态碳硅烷作先驱体，4为载气和保护性气体，采用鼓泡的方式将先驱体带入沉积反应室中，持续抽真空以保持约IkPa的低压。控制沉积温度在800?900°C之间，一段时间后降温，在单晶硅片上得到SiC涂层。虽然该方法制备出的涂层较为光洁，SiC纯度也较高，沉积速率可达到40nm/min (2.4 μ m/hr)，但沉积涂层厚度不均匀，对工艺设备及实验条件的要求较高，反应过程不易得到控制，成本也较高。
[0046]对化学气相沉积法的分析可发现，该法制备SiC涂层需要用到的专用设备较为复杂，并且还需要大量使用氢气作为保护性气体，反应过程耗费时间长，原材料成本高，而且对工艺设备及实验条件的要求较高，反应过程不易得到控制，在针对块体或片状基体进行SiC相对普遍，但对于C/SiC同轴纤维这样的特定结构，在制备方面则具有明显的困难。
[0047]对比例2:
[0048]使用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备C/SiC同轴纤维。
[0049]目前，使用溶胶-凝胶法制备SiC涂层的实例也有很多。如文献《炭纤维表面SiC/S12抗氧化涂层的溶胶凝胶法制备》(新型炭材料，2013，28(3):208-214)中所述，用盐酸溶液与乙醇、甲基三乙氧基硅烷(MTES)在室温下混合均匀，密闭搅拌2h后得到稳定透明的溶胶凝胶先驱体。再将碳纤维浸渍在溶胶溶液中干燥处理，在高纯氩气保护下1500°C热处理2h，于碳纤维表面合成均匀的SiC/Si02涂层。
[0050]但利用溶胶-凝胶法的缺陷较为明显，特别是先驱体制备工艺较为复杂，反应过程耗费时间长是该法固有的弊端；而且反应物中含有腐蚀性元素，合成过程中存在大量的挥发性污染物，不够环保，使得到的产物还需作进一步的提纯净化处理。
[0051]对比例3
[0052]与使用固相烧结法于碳纤维表面制备SiC涂层的对比
[0053]固相烧结法是很早就应用于制备SiC涂层的方法之一。如Kim等基于固气(VS)机制，以顾特服剑桥有限公司(Goodfellow Cambridge Limited)提供的7 μ m直径碳纤维，以及二氧化硅粉、硅粉的混合物为前驱体，将流量比为80/20的氩气/氢气(Ar/H2)混合流动气体的保护下，于1350?1400°C反应5h，即得到C/SiC同轴纤维。对所得C/SiC同轴纤维进行空气中热氧化对比，可发现未保护的碳纤维在500°C以下较为稳定，600°C即燃烧殆烬。C/SiC同轴纤维的氧化初始温度提高至600°C，700?800°C才迅速氧化失重，但700°C连续氧化2h则碳纤维芯体氧化殆尽。图1放大5千倍的照片显示，形成的表面SiC管并不完整，对碳纤维芯体的保护难以完全；图2形貌也表明，SiC管的内表面与碳纤维芯体的结合也不够理想。【信息对比来源:J W，Lee S S，Jung Y G, et al.Synthesis of SiC microtubewith villus-like morphology and SiC fiber[J].Journal of Materials Reseauch, 2005，20(2):409-416Kim]
[0054]又如专利CN 101003942《一种在碳纤维表面制备碳化硅涂层的方法》中所述，将硅粉和碳粉混合，装入真空球磨罐中研磨成混合干粉，制备成浆料；再将碳纤维放入浆料中，混合均匀后进行干燥、烧结，得到表面具有SiC涂层的碳纤维。
[0055]虽然用固相烧结法在碳纤维表面制备SiC涂层时设备简单，但对实验条件的要求苛刻，合成过程中需要循环通入Ar/^的保护性气氛中，否则在如此长时间的高温烧结过程中，碳纤维很容易被烧损，同时也造成成本的提高。
[0056]对比例4
[0057]与使用先驱体浸渍裂解法(PIP)制备碳纤维表面SiC抗氧化涂层的对比
[0058]以平均相对分子质量约1500的聚碳硅烷(PCS)作为裂解法制备SiC涂层的先驱体，以二甲苯作为溶剂。将PCS研磨成粉末，溶于