Si-Al-C-N陶瓷先驱体研究进展

Si-Al-C-N陶瓷具有较好的耐高温、抗氧化以及抗蠕变等性能。综述了近年来Si-Al-C-N陶瓷先驱体及其裂解陶瓷的研究进展,介绍了合成Si-Al-C-N先驱体的3种主要方法及相应先驱体及其裂解陶瓷的性能,并对今后的研究方向做出了展望。     

聚二甲基硅烷高温高压合成聚碳硅烷工艺研究

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压反应制备了聚碳硅烷(PCS)先驱体,研究了合成条件对反应终压、Si-H键含量、产物产率、软化点、分子量及其分布及可纺性的影响.研究表明,随着反应温度的提高,反应时间的延长,反应终压逐渐增大,产物的分子量与软化点增高,但同时分子量的分散性增大使可纺性变差.当PDMS在高压釜内460℃下反应4～6h,或450℃下反应6～7h时,可以制得软化点约为200～220℃的PCS,其高分子部分含量约 5%～10 %(质量分数),Si-H键含量大于0.9,可纺性较好,适合于制备SiC纤维.     

高分子量聚碳硅烷的合成及其表征

以常压合成的低分子量聚碳硅烷(PCS)为原料,分别在470℃高压及常压下反应一定时间,制备了高分子量PCS先驱体。研究了反应时间对：PCS分子量及其分布、软化点、Si—H键含量及可纺性的影响。研究表明,随着反应时间的延长,PCS低分子量部分逐渐减少,高分子量部分逐渐增加,分子量分布逐渐变宽,从而PCS分子量逐渐增大,软化点逐渐升高,Si—H键含量逐渐降低,可纺性逐渐变差。在相同的反应时间下,高压比常压对PCS分子量的增长更有利。在470℃高压或常压下反应时间2～3h时,可获得分子量高、可纺性良好的PCS先驱体。     

活性填料钼在聚碳硅烷转化陶瓷中的应用

研究了活性填料钼(Mo)在聚碳硅烷(PCS)先驱体转化陶瓷中的应用.研究表明,活性填料Mo能有效降低陶瓷素坯的气孔率.Mo可与PCS气态裂解碳氢产物、游离碳和N2气氛反应生成新的化合物,可明显提高PCS的陶瓷产率.当Mo/PCS为25%(vol)时, 坯体的陶瓷产率为100%.Mo还能有效地提高烧成体的强度.     

Application of zirconium in preparation of polycarbosilane derived ceramics

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｃｅｒａｍｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｆｒｏｍｐｒｅｃｅ ｒａｍｉｃｏｒｇａｎｏｓｉｌｉｃｏｎｐｏｌｙｍｅｒｓｈａｓｒｅｃｅｎｔｌｙａｔｔａｉｎｅｄｉｎ ｃｒｅａｓｉｎｇｉｎｔｅｒｅｓｔｂｅｃａｕｓｅｏｆｈｉｇｈｌｙａｔｔｒａｃｔｉｖｅｓｈａｐｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｌｏｗｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ .Ｐｏｌｙｃａｒ ｂｏｓｉｌａｎｅ (ＰＣＳ) ,ｐｏｌｙｓｉｌａｚａｎｅ (ＰＳＺ)ａｎｄｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅｃａｎｂｅｕｓｅ…     

活性填料铬在聚碳硅烷裂解陶瓷中的应用

研究了活性填料铬 (Cr)在聚碳硅烷 (PCS)先驱体裂解陶瓷中的应用。研究表明 ,活性填料 Cr能有效降低陶瓷素坯的气孔率。 Cr可与 PCS气态裂解产物和 N2 气氛反应生成新的化合物 ,可明显提高 PCS的陶瓷产率。当 Cr/ PCS为 3 5% vol时 ,坯体的陶瓷产率为 1 0 0 %。在先驱体中引入 Cr能有效地抑制坯体在裂解过程中的收缩。Cr含量越高 ,素坯裂解后的收缩越小。当 Cr/PCS为 4 6% vol时 ,素坯在裂解前后线收缩率为 0 ;由于生成产物的体积效应较大 ,以及与 Si C热膨胀系数的不匹配性 ,导致陶瓷烧成体强度有所下降。用 X-衍射法 (XRD)分析了烧成产物的物相组成 ,扫描电子显微镜 (SEM)观察了陶瓷烧成体的断口形貌。     

活性填料钼在聚碳硅熔转化陶瓷中的应用

研究了活性填料钼（Mo）在聚碳硅烷（PCS）先驱体转化陶瓷中的应用。研究表明,活性填料Mo能有效降低陶瓷素坯的气孔率。Mo可与PCS气态裂解碳氢产物、游离碳和N2气氛反应生成新的化合物,可明显提高PCS的陶瓷产率。当Mo/PCS为25％（vol)时,坯体的陶瓷产率为100％。Mo还有能效地提高烧成体的强度。     

先驱体陶瓷

综述了用先驱体法制备陶瓷纤维、陶瓷基复合材料等的特点及其研究进展,针对制备陶瓷基复合材料基体的有机聚合物先驱体,提出了先驱体必须满足的理化特性和结构特征,同时还针对先驱体法高气孔率及高收缩率的不足,提出了３个解决办法,并着重讨论了活性填料在先驱体裂解制备陶瓷基复合材料中的特点与应用。     

不同碳纤维表面状态对Cf/SiC复合材料性能的影响

采用XPS对两种不同的碳纤维表面进行了分析，制备了束丝Cf/SiC复合材料，并采用束丝拉伸强度表征其性能。结果表明，碳纤维表面主要有C、O两种元素存在，其中碳主要有C-C和C-O两种存在方式，并且两种纤维的Ols/Cls有明显的不同，当氧含量高时，纤维在经历高温处理后强度下降幅度较大，所制备的Cf/SiC复合材料性能较差。     

特种陶瓷的发展与展望

本文回顾了陶瓷材料的发展历史,着重评述了特种陶瓷如工程结构陶瓷、陶瓷基复合材料、生物陶瓷、功能陶瓷等的发展现状,并展望了特种陶瓷的未来发展。