低分子聚碳硅烷制备Si-C-N复合超细微粉

以高碳低分子聚碳硅烷（ＬＰＳ）为原料,利用其原料的特点,采用气相反应热裂解方法制备出Ｓｉ－Ｃ－Ｎ复合微粉,系统地讨论了合成工艺条件对采用富碳有机硅原料制备含Ｎ的Ｓｉ－Ｃ－Ｎ复合微粉产物的性质以及形貌、组成,尤其是微粉中Ｎ含量等的影响,并较详细地探讨了ＮＨ３与ＬＰＳ分解反应的过程及与ＬＰＳ制备ＳｉＣ微粉的反应过程的差别。所合成的无定形Ｓｉ－Ｃ－Ｎ复合微粉;粒径３０－５０ｎｍ,球碳（质量分数,下同）１     

预氧化聚碳硅烷纤维恒温热裂解动力学研究

本工作主要针对预氧化聚碳硅烷（PCS）纤维恒温热解过程进行了基础方面的研究，探讨了预氧化聚碳硅烷纤维恒温热裂解应动力学，提出预氧化聚碳硅烷纤维的恒温热解解为一级反应过程，反应活化能为29．3kJ/mol，动力学模型a=am{1-exp[tAexp(-E/RT)}，此动力学模型及相关参数对预氧化聚碳纤维硅烷纤维的恒温热裂解过程的质量损失控制及其工艺优化提供重要的理论及实验参考。     

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.     

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...     

聚碳硅烷的热裂解动力学行为研究

利用综合热分析和Coats-Redfem动力学模型研究了聚碳硅烷(PCS)的热裂解动力学行为。用X射线衍射、红外光谱分析、扫描电子显微镜等分析技术研究了PCS热裂解过程特点和化学反应机理。结果表明,PCS的热解反应过程以一级热分解化学反应为主。热解过程中升温速率对PCS热解过程和热解产物的显微结构有较大影响,以较低升温速率(2℃/min)热解时,热分解反应的活化能较高,达到16.819kJ/mol,热解后固相残余率小,热解产物的显微结构均匀,表明较低的热解速率有利于PCS充分热解,可以获得结构优良的热解产物。     

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。     

纳米SiC－Si_3N_4复合超细粉末的研制

用热化学气相反应法制备了纳米级Ｓｉｃ－Ｓｉ＿３Ｎ＿４复合超细粉末，讨论了工艺参数对复合超细粉末颗粒度、组成、结构等的影响，并制备出颗粒呈球形、颗粒尺寸均匀、分散性好、最小颗粒尺寸为８９Ａ的纳米级ＳｉＣ－Ｓｉ＿３Ｎ＿４复合超细粉末。     

聚碳硅烷化学转化法制备C／Sic复合材料

本文对聚碳硅烷化学转化法制备碳纤维增强碳化硅复合材料的工艺进行了研究,确定了较佳的成型、热处理等工艺条件。     

聚碳硅烷应用的研究进展

聚碳硅烷(PCS)作为碳化硅(SiC)陶瓷的先驱体,具有陶瓷产率高、制备连续纤维可改性加工性优异以及自交联性良好等特点,被广泛用于航空航天等高科技领域.本文就聚碳硅烷的性能以及它在SiC陶瓷和其他方面的应用进行了阐述.     

聚碳硅烷的结构和形态

通过GPC-VPO-[η]测得了聚碳硅烷（PCS）的分子量、分子量分布和分子的形态与尺寸;通过IR-NMR-元素分析联合,定量表征了组成PCS的结构基团及支化程度。结果表明,常压高温裂解法合成的PCS是一种分子量较低,分子量分布较窄的低聚物,分予内以Si—C键为主的六元稠环组成的扁球体状分子,分子的支化程度很高,分子结构很紧密,等效球体半径（Re）在甲苯中约为1nm左右。     

聚钽碳硅烷陶瓷先驱体的制备与表征

为了提高SiC陶瓷纤维的综合性能,利用聚二甲基硅烷热解制得的产物液态聚硅烷(LPS)与五氯化钽(TaCl5)反应,制得含钽SiC陶瓷纤维的先驱体聚钽碳硅烷(PTCS).研究表明,反应过程中存在LPS的裂解重排反应,Si-H键在反应中显示出很高的活性,PTCS摩尔质量的增加是LPS形成的Si-H键与TaCl5发生交联反应的结果,用LPS与TaCl5为原料不但能够使钽元素成功地引入到先驱体中并分布均匀,而且由于其成本比其它原料相对低廉,便于大批量合成.     

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。     

γ辐照聚碳硅烷先驱丝热解制备氮化硅陶瓷纤维及性能

在空气中采用γ射线辐照不熔化处理聚碳硅烷先驱丝,辐照先驱丝经NH3热解氨化、N2高温处理工序制备了Si3N4陶瓷纤维。利用红外光谱仪、碳硫分析仪、氮氧联测仪、X射线衍射仪、单纤维强度测试仪和扫描电子显微镜研究了辐照先驱丝的氨化过程以及最终制备Si3N4陶瓷纤维的性能。结果表明:辐照先驱丝在NH3中热解氨化时,随着氨化温度的升高,氨化纤维中碳含量逐渐降低、氮含量逐渐升高,在700℃时氨化纤维中有大量的Si-NH-Si和Si-NH2结构单元生成,经1000℃氨化后,氨化纤维中碳与氮含量分别为0.23%和28.75%;氨化纤维在N2中热处理时,随处理温度的升高,抗拉强度先升高后降低,在1200℃取得最大值为1.57GPa,当处理温度达1400℃时,Si3N4纤维由无定型结构长大转变为α-Si3N4晶型结构,抗拉强度仅为0.56GPa。     

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.     

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.     

碳热还原法制备氮化硅的研究进展

本文分析了碳热还原合成氮化硅的反应机理,综述了用碳热还原制备氮化硅粉末和多孔氮化硅陶瓷的研究现状和进展,阐述了碳热还原法现有问题,并展望了用碳热还原法制备氮化硅的发展.     

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.     

用聚碳硅烷制备柔性疏水型碳化硅纤维毡(英文)

以聚合物先驱体转化法用陶瓷工艺与静电纺丝技术相结合制备了碳化硅(SiC)陶瓷纤维毡。以聚碳硅烷为先驱体,利用静电纺丝技术制备先驱体原纤维毡。原纤维毡经过低温交联和1 000℃以上热解,得到SiC纤维毡。当温度达到1 200℃时,纤维毡为多晶态,保持典型的三维网络结构,纤维直径约为1.1mm。电子探针分析表明,纤维毡化学组成为Si、C、以及少量O元素。SiC纤维毡具有良好的疏水性,疏水角大于130°。1 000℃热解制备的SiC纤维毡的拉伸强度为0.6MPa,断裂伸长率为45%,可应用于高温极端环境。     

二乙烯基苯/聚二甲基硅烷改良聚碳硅烷合成工艺的研究

在传统的合成体系中加入适量的二乙烯基苯,通过常压高温自由基聚合反应,获得了产率较高、可纺性优良的先驱体聚碳硅烷。采用正交实验设计研究了反应温度、升温速率、二乙烯基苯的质量分数、裂解温度和保温时间五个因素对聚碳硅烷产率的影响。方差分析表明,在反应温度为420℃、二乙烯基苯的质量分数为1·5%、升温速率为6℃/h、裂解温度为530℃、保温时间为5h条件下,可以得到粗产率为50%的黄色透明固态聚碳硅烷;各因素对聚碳硅烷产率影响的显著性依次为:升温速率>反应温度>二乙烯基苯的质量分数>保温时间>裂解温度。     

纳米碳化硅、氮化硅和掺杂氮碳化硅粉体的制备及其微波介电特性

为了制备耐高温吸波材料,用激光诱导气相反应法,以六甲基二硅胺烷[(Me3Si)2NH](Me:CH3)、乙炔、硅烷和氨气为原料,用双反应室激光气相合成纳米粉体装置分别制备了纳米SiC,Si3N4和SiC(N)粉体,纳米粉体的粒径为20～30nm.研究了纳米SiC,Si3N4和SiC(N)粉体在8.2～12.4GHz的微波介电特性,纳米SiC(N)粉体介电常数的实部(ε')和虚部(ε")在8.2～12.4GHz随频率增大而减小,介电损耗(tgδ=ε"/ε')较高,是较为理想的微波吸收材料,而纳米SiC和Si3N4粉体的tgδ基本为0.纳米SiC(N)粉体中S,C,N原子周围的化学环境比纯SiC和Si3N4相的混合体要复杂得多,这是导致其性能变化的主要原因.纳米SiC(N)粉体中的SiC微晶固溶了大量的N原子,在纳米SiC(N)粉体中形成大量的带电缺陷,在电磁场作用下形成极化耗散电流,极化弛豫是吸收电磁波的主要原因.