先驱体转化法制备含硼SiC纤维

摘要

通过二甲基胺硼烷(dimethylamine borane,DMAB)与低分子量聚碳硅烷(low-molecular mass polycarbosilane,LPCS)反应合成硼溶胶,将硼溶胶与高分子量聚碳硅烷(high-molecular mass polycarbosilane,HPCS)共混制备含硼聚碳硅烷先驱体,经熔融纺丝、氧化交联、热解以及1 800℃烧结制备含硼碳化硅纤维(SiC-B),研究了硼溶胶的形成过程以及SiC-B纤维的组成与性能,结果表明:由于Si—H键和B—H键的相互作用,LPCS与DMAB发生反应,实现LPCS的化学交联,从而形成高分散、高稳定的硼溶胶;硼的引入有效抑制了高温烧结过程中SiC晶粒长大,显著提高了纤维的致密度和力学性能;经1 800℃烧结后,SiC-B纤维表面光滑、断面致密,纤维平均拉伸强度为0.8 GPa。X射线衍射结果显示:SiC-B纤维的主要晶相为β-SiC和少量α-SiC,β-SiC的平均晶粒尺寸约为17.8 nm。