溶胶-凝胶法制备三维Cf/Mullite复合材料的工艺与性能

利用SiO2-Al2O3双相Sol-gel技术制备出三维编织碳纤维增强莫来石复合材料(3D-BCf/3Al2O3·2SiO2).研究表明,以AlCl3·6H2O,(CH2)6N4和硅溶胶为原料的Sol-gel工艺能制备出高反应活性的SiO2-Al2O3复合粉体,它在1 300℃N2中煅烧可生成莫来石.所得3D-BCf/3Al2O3·2SiO2的密度为1.642 g/cm3,弯曲强度和断裂韧性分别为257.9 MPa和12.2 MPa·m1/2.材料中较多的孔隙是材料密度和弯曲强度不高的原因所在.     

浆料中SiC粉含量对PIP法Cf/Si-O-C复合材料结构与性能的影响

以三维碳纤维编织物和硅树脂(SR249)为原料,采用先驱体转化法(PIP)制备了Cf/Si-O-C复合材料,考察了浆料中SiC粉含量对Cf/Si-O-C的结构与性能的影响.结果表明:由于浆料中SiC粉含量的不同,复合材料的性能与结构具有明显差异.随着浆料中SiC粉含量的增加,Cf/Si-O-C材料的气孔率降低,纤维/基体界面结合减弱,导致其力学性能有明显提高.     

硅树脂249的交联与裂解陶瓷化研究

研究了硅树脂249(SR 249)的交联与裂解行为。结果表明,SR 249在250℃能自交联,其机理主要通过硅羟基脱水缩合实现。裂解产物组成为34.69%S i,37.99%C,27.32%O。SR 249的裂解陶瓷化主要在470℃~1150℃范围,分为三个阶段。第一阶段在470℃~600℃区间,裂解活化能为23.32 kJ/m o l,由随机成核步骤控制裂解反应。第二阶段在720℃~800℃区间内,裂解活化能为196.95 kJ/m o l,由三维扩散步骤控制裂解反应。第三阶段在1000℃~1150℃区间内,裂解活化能为135.87 kJ/m o l,由随机成核步骤控制裂解反应。引入纳米级活性填料A l、S i进行裂解,可以减少裂解产物中的自由炭,形成S i-A l-O-C陶瓷。     

用作陶瓷先驱体的聚硅氧烷的交联与裂解

研究了含氢聚硅氧烷(HPSO)与含乙烯基聚硅氧烷(VPSO)的交联与裂解。研究发现,氯铂酸能有效催化两者之间的交联反应。催化剂的质量分数为1.697×10-5、m(VPSO)/m(HPSO)=4∶1的体系在180℃交联6h后凝胶含量为96.7%,基本达到完全交联状态。1000℃时基本上裂解完全,陶瓷产率74.6%。裂解产物由Si、O、C三种原子组成,其质量分数分别为47.80%、31.39%、20.81%。1000℃裂解产物中有β-SiC微晶,1200℃时出现SiO2微晶。     

聚硅氧烷的交联与裂解陶瓷化研究

研究了含氢聚硅氧烷(HPSO)与二乙烯基苯(DVB)的交联与裂解行为。结果表明,氯铂酸能有效催化两者之间的交联反应。DVB/HPSO质量比例对交联程度和陶瓷产率有明显影响。催化剂的含量为11.31×10-6、m(DVB)/m(HPSO)=0.5∶1的体系在120℃交联6h后达到完全交联状态。1000℃时裂解完全,陶瓷产率76%,产物组成为38.33%Si、27.33%O、34.34%C。DVB/HPSO的裂解陶瓷化主要发生在370℃～800℃范围内,分为两个阶段。第一阶段在420℃～610℃区间,裂解活化能为208.38kJ/mol,由随机成核步骤控制裂解反应。第二阶段在620℃～800℃区间内,裂解活化能为339.89kJ/mol,由一维扩散步骤控制裂解反应。     

先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究

综述了先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料在先驱体、致密化工艺、微观结构、性能等方面的国内外研究情况,最后提出了今后进一步研究的方向。     

裂解工艺对先驱体转化制备Cf/SiC材料结构与性能的影响

以聚碳硅烷(PCS)/二乙烯基苯(DVB)为先驱体,经8个周期的反复真空浸渍-交联-裂解处理制备出三维编织碳纤维增强碳化硅(3D-B C_f/SiC)复合材料,考察了裂解工艺对材料结构与性能的影响。结果表明:提高裂解升温速率可以提高材料密度,形成较理想的界面结合,从而提高材料的力学性能。裂解温度对材料性能也有较大的影响,C_f/SiC复合材料在第6个周期采用1600℃ 裂解可以弱化纤维与基体之间的界面,提高材料致密度,材料的力学性能也得到较大改善。裂解升温速率为15℃/min,第6个周期采用1600℃裂解制备的C_f/SiC材料性能较好,弯曲强度达到556.7 MPa。      

聚硅氧烷转化SiOC陶瓷微观结构的研究进展

聚硅氧烷转化SiOC陶瓷具有特殊的亚稳结构和成分,可用作高温结构材料、光学材料、锂离子电极材料、介电材料等。本文综述了聚硅氧烷转化SiOC陶瓷微观结构的研究情况,主要包括宏观结构、微观精细结构、结构模型、结构改性技术等方面。最后,指出了存在的问题和今后发展方向。     

先驱体转化法制备多孔陶瓷的发展现状

多孔陶瓷材料因其优异的性能在各种领域的应用越来越广泛,其制备方法也不断的发展.先驱体转化法制备多孔陶瓷是20世纪末才出现的一种新型工艺,它具有烧结温度低、成型工艺简单、所得制品强度高等优点,引起了科学技术界的广泛兴趣.根据所得多孔陶瓷的形态,先驱体转化法制备多孔陶瓷大致可分为两类:制备本征结构的多孔陶瓷,制备泡沫陶瓷.本文介绍了先驱体转化制备这两类多孔陶瓷的工艺、结构和性能的研究现状,以及其存在的急需解决的问题.     

硅树脂先驱体转化制备2DCf／Si-O-C

以二维碳纤维布、硅树脂先驱体、SiC微粉和乙醇溶剂为原料，采用PIP工艺制备了2DCf／Si-O-C材料，考察了浆料配比对材料力学性能和抗氧化性能的影响。结果表明：硅树脂／乙醇／SiC配比为3：1．2：1时所制备材料的力学性能较好，其弯曲强度和断裂韧性分别达到249MPa和12．7MPa·m^1/2。与力学性能的变化趋势不同，随着浆料中SiC含量的增加，材料的抗氧化性能随之提高，硅树脂／乙醇／SiC配比为3：1．2：4时所制备材料在1300℃氧化10min后，弯曲强度和断裂韧性保留率分别达到了76．3％和83．9％，较未添加SiC微粉的2DCf／Si-O-C材料有明显提高。