液态聚碳硅烷制备含铝碳化硅陶瓷前驱体——聚铝碳硅烷

通过液态聚碳硅烷与乙酰丙酮铝反应,合成了一系列的聚铝碳硅烷,考察了原料配比和反应温度的影响.结果显示:改变合成温度或乙酰丙酮铝的加入量,聚铝碳硅烷呈现从液态到固态的转变.增加乙酰丙酮铝的配比或提高合成温度,可增加聚铝碳硅烷中铝的质量分数,在360℃合成的产物中铝的质量分数接近理论值;增加铝的质量分数或提高合成温度,可增大聚铝碳硅烷的分子量及其多分散系数.360℃以下聚铝碳硅烷的数均分子量随着铝的质量分数的增加呈线性增加.红外光谱及核磁共振分析结果均显示,铝元素的引入伴随着Si-H键的消耗,通过AlO_x(x=4,5,6)基团使液态聚碳硅烷分子部分交联长大,高铝含量的样品具有较高的交联程度.     

用不同分子量聚碳硅烷制备含铝聚碳硅烷

分别选用分子量Mn为929、1 050、1 186的聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)与乙酰丙酮铝反应制备含铝聚碳硅烷(polyaluminocarbosilanes,PACS),研究PCS分子量对PACS性能及结构的影响.结果表明:随着PCS分子量的增加,PACS分子量逐渐增加,分布加宽,而活性基团Si-H键含量没有明显变化;随着PCS分子量增加,PACS陶瓷产率增加.将不同的PACS进行热交联,其陶瓷产率明显提升,增长幅度随PCS分子量增大而增大.PACS的纺丝性能随PCS分子量增大而降低.     

含氧气氛下电子束辐照聚碳硅烷制备碳化硅纤维

以聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)为原料,在含氧气(1%)的气氛下用电子束低剂量辐照PCS原丝,然后在惰性气氛下退火实现不熔化处理并烧成制得碳化硅(SiC)纤维.分析了退火温度对辐照后PCS的氧含量、凝胶含量及化学结构的影响,研究了PCS在含氧气氛下辐照及在惰性气氛下退火所发生的化学反应.结果表明:在辐照过程中,主要是Si-H与O2反应生成Si-OH;在退火过程中,主要是Si-OH缩合脱水生成Si-O-Si交联结构.在1250℃烧成制得的SiC纤维呈芯-壳结构,表壳富氧,而芯部氧含量较低.纤维的平均拉伸强度为2.4GPa,平均弹性模量为170.1 GPa.     

聚硅氯化铝制备条件和应用探讨

本文介绍了一步法生产聚硅氯化铝的新工艺,通过研究分析生产过程中原料配比、温度等因素对产品质量的影响,总结出最佳的反应方案,并对其水处理效果进行了对比研究。     

含铝碳化硅纤维耐高温性能

通过合成陶瓷纤维先驱体聚铝碳硅烷,制备了具有耐高温性能的含铝碳化硅SiC(Al)纤维。SiC(Al)纤维的化学组成为SiC1.15O0.026·Al0.013,主要结构是平均晶粒为95nm的βSiC,O和游离C含量均大大低于nicalon纤维,同时含有微量的Al和少量的αSiC。SiC(Al)纤维的平均直径为13μm,平均抗拉强度为2.3GPa。1400℃氩气中处理1h后,抗拉强度是原始强度的95%以上;1800℃氩气中处理1h后,抗拉强度保留率为71%。纤维的高温稳定性高于nicalon,Hi nicalon等商品SiC纤维,但低于TyrannoSA商品SiC纤维,并且SiC(Al)纤维的高温抗蠕变性能明显高于nicalon纤维。SiC(Al)纤维的高温稳定性取决于其低氧含量、低富碳含量以及异元素Al的助烧结和在高温下抑制SiC晶粒长大的作用,良好的抗蠕变性能决定于其高结晶度和低含量的SiCxOy相。     

聚碳硅烷低温制备碳化硅泡沫陶瓷

采用具有连通气孔的聚氨酯海绵浸渍聚碳硅烷（polycarbosilane,PCS）、碳化硅微粉与四氢呋喃配制的浆料,挂浆素坯经热氧化不熔化处理后,在惰性气氛中于1 000℃热解制备碳化硅泡沫陶瓷。研究了固相含量和PCS含量对碳化硅泡沫陶瓷微观结构、体积密度、线收缩率和抗弯强度的影响,结果表明：固相含量为43.1%～69...     

由聚碳硅烷纤维通过化学气相交联法制备低氧含量碳化硅纤维

以环己烯和1-己炔作为反应气氛,对聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)纤维进行化学气相交联不熔化处理,研究不熔化过程中PCS纤维的反应程度,凝胶含量变化以及烧成纤维的组成结构和性能.结果表明:在不饱和烃不熔化过程中,PCS分子结构中的Si-H键参与反应,Si-H键反应程度和PCS纤维的凝胶含量均随不熔化温度的提高逐渐增加且逐渐趋于稳定.制得的SiC纤维中氧的质量分数降低到5%～6%,纤维的拉伸强度达到2.60 GPa.X射线衍射谱显示:与空气不熔化相比,化学气相交联法制备的SiC纤维具有更好的β-SiC微晶结构.     

高温烧结制备含铝碳化硅纤维

对含较多氧的SiC(OAl)纤维进行高温处理,制备出近化学计量比的含铝碳化硅纤维,即SiC(Al)纤维.用X射线衍射分析、元素分析、扫描电镜、Raman光谱和29Si核磁共振谱等对烧成过程和SiC(Al)纤维的组成、结构以及性能进行了研究.研究发现:烧成过程中β-SiC的晶粒随着温度的升高而增大,纤维的直径逐渐降低;在1 300～1 600 ℃,由于CO和SiO气体的溢出,纤维结构逐渐变得疏松,抗拉强度下降;在1 600～1 800 ℃,随着温度的升高,仍有少量CO和SiO气体溢出,在烧结助剂铝的作用下,纤维结构逐渐致密,抗拉强度开始升高;在1 800 ℃烧成得到的SiC(Al)纤维,化学组成和结构与Nicalon纤维显著不同,具有近化学计量比组成,氧、游离碳以及SiCxOy相的含量大大低于Nicalon纤维,具有优良的耐高温性能和抗蠕变性能.     

用聚碳硅烷作粘结剂制备碳化硅烧结体

近年来用有机硅化合物作粘结剂制备碳化硅、氮化硅等难烧结物质的烧结体的工作已引起人们的广泛兴趣,对用聚碳硅烷作粘结剂制备碳化硅烧结体的工艺、性能、应用等问题作了综合性介绍。     

聚碳硅烷粘结法低温制备碳化硅多孔陶瓷

分别以平均粒径为10μm和20μm的两种规格碳化硅(SiC)粉末为原料、聚碳硅烷(PCS)为粘结剂,通过包混、过筛、模压成型、1000℃热解等工序制备了SiC多孔陶瓷,研究了PCS含量对SiC多孔陶瓷微观形貌、线收缩率、孔隙率与抗弯强度的影响,并对两种规格粉末制备的SiC多孔陶瓷性能进行了对比。结果表明:随着PCS含量的增加,两种规格粉末制备的SiC多孔陶瓷微观形貌都逐渐变得致密,当PCS含量为13%时,两种规格粉末制备的多孔陶瓷都出现了微观裂纹。随着PCS含量的增加,两种规格粉末制备的SiC多孔陶瓷孔隙率都逐渐降低,线收缩率都逐渐增大,抗弯强度先增大后降低,在PCS含量为10%时,平均粒径为10μm与20μm的SiC粉末制备的多孔陶瓷抗弯强度取得最大值,分别为31.6MPa与29.0MPa。     

γ射线辐照聚碳硅烷先驱丝协同热交联制备高强度碳化硅纤维

采用γ射线在空气中辐照聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)先驱丝,将吸收剂量低于凝胶点剂量的PCS先驱丝在选定条件下作特殊的热交联处理,然后在惰性气氛保护下热解转化为SiC陶瓷纤维.通过红外光谱、热重分析、拉伸强度和氧含量测试研究了聚碳硅烷先驱丝的化学结构、热分解特性的变化以及烧成SiC纤维的结构与性能.结果表明:经热处理PCS的先驱丝形成了三维网络不熔不溶结构,其陶瓷产率高于未经热处理的先驱丝的陶瓷产率;经热交联处理的先驱丝所烧成的SiC纤维抗拉强度达2.3 GPa,较未经热交联处理的先驱丝所制得的SiC纤维的拉伸强度大幅提高;辐照协同热交联法制备的SiC纤维的氧含量低于直接辐照不熔化法制备的SiC纤维的氧含量.     

含苯基聚碳硅烷的合成与结构分析

在聚二甲基硅烷中添加质量分数为1.5%的二乙烯基苯,通过共热聚反应制备了含苯基的聚碳硅烷。用IR、UV、1H NMR、13C NMR及29Si NMR对产物的结构进行了表征,并在此基础上讨论了聚合反应机理。粗产物产率可以达到50%;粗产物经过减压蒸馏后,软化点约为200℃,重均摩尔质量约为3 000 g/mol,分散系数约为7.6,陶瓷产率可达75%。熔融纺丝实验证明,产物具有较好的可纺性,可作为优良的SiC陶瓷纤维先驱体。     

聚铝碳硅烷的制备及应用进展

介绍了碳化硅（SiC）陶瓷纤维、含铝SiC陶瓷纤维的特点,综述了用聚碳硅烷、聚硅碳硅烷、聚二甲基硅烷与乙酰丙酮铝反应制备聚铝碳硅烷先驱体的合成方法,聚铝碳硅烷的化学结构及在制备耐超高温陶瓷纤维和发光陶瓷薄膜中的应用,评述了各种制备工艺的优缺点,提出了当前工作中需要解决的问题,并展望了今后的发展趋势。     

聚碳硅烷对低碳铝碳材料结构与性能的影响

为了提高低碳铝碳耐火材料的高温性能,以板状刚玉、电熔白刚玉、α-Al_2O_3微粉、鳞片石墨为主要原料,环保沥青、液态热塑性酚醛树脂、固态树脂粉、固态聚碳硅烷和正己烷为外加剂,研究了聚碳硅烷外加量(加入质量分数分别为0、0. 3%和0. 6%)和热处理温度(950、1 100、1 250、1 400和1 550℃)对低碳铝碳材料显微结构、强度及抗热震性的影响。结果表明:经950℃热处理后,聚碳硅烷热解破坏酚醛树脂热解碳结构; 1 100～1 250℃时,聚碳硅烷生成网状结构,弥补材料强度;当聚碳硅烷外加量为0. 6%(w),于1 550℃热处理后,聚碳硅烷高温裂解生成含Si纤维,材料强度提高。但含Si纤维的生成,会引起材料热膨胀失配,从而导致试样热震后的强度保持率下降。     

用废铝制备聚硫氯化铝

本文介绍了以废铝为原料制备新型高效净水剂——聚硫氯化铝的工艺路线,并对工艺控制条件进行了讨论。     

聚碳硅烷纤维的不熔化工艺研究

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压反应合成了聚碳硅烷(PCS)先驱体,经多孔熔融纺丝制备lrPcs纤维。研究了不熔化温度、时间对PCS纤维质量、Si-H键反应程度、凝胶含量及氧含量的影响。研究表明：在不熔化过程中,PCS结构中的Si-H键与氧反应,在PCS分子间形成Si-O-Si交联结构;随着不熔化温度的提高,时间的延长,PCS纤维的质量、Si-H键反应程度、凝胶含量、氧含量均逐渐增加,并逐渐趋于稳定。高压合成的PCS不溶化反应活性较高,引入少量的氧(4％～7％)即可实现不熔化。     

聚二甲基硅烷合成聚碳硅烷的研究

以聚二甲基硅烷为原料,采用正交设计的方法研究了常压高温裂解重排法中反应温度,裂解温度,保温时间对聚碳硅烷结构的影响,结果发现,该合成方法的最佳工艺条件为：反应温度470－475℃,裂解温度560℃,保温时间6h,3个因素对聚碳硅烷的显著性影响顺序为：反应温度＞保温时间＞裂解温度,从聚二甲基硅烷出发合成的先驱体聚碳硅烷的支化度较低,可纺性好。     

用聚碳硅烷分解法在炭纤维表面涂覆碳化硅涂层

本文用聚碳硅烷(PCS)分解法在炭纤维表面上涂覆碳化硅涂层。并将这种涂层与CVD法得到的碳化硅涂层相比较。发现前一种涂层较为粗糙,均匀性较差,结晶性很差,因此其氧化性能低于后者。涂覆0.1μm厚的涂层后,两种涂层都使炭纤维的强度损失40%左右,但PCS—SiC涂层与炭纤维的结合强度较低。     

聚甲基氢硅烷制备碳化硅陶瓷材料

研究了用聚甲基氢硅烷制备陶瓷材料的工艺条件及机理。结果发现：聚甲基氢硅烷和二乙烯基苯的质量比为1：0．5时，交联度大、凝胶含量高、固化物裂解-烧结后的Si、C原子比接近1；硅氢键的交联固化反应发生在150℃／左右，固化物的烧结裂解反应主要发生在450℃／左右；固化物在950℃裂解后为非晶态，在1500℃烧结后由非晶态转化为晶态。