先驱体转化法

摘要： 介绍了碳化硅陶瓷高温失效原理,归纳了难熔金属元素在碳化硅陶瓷中的作用,包括在先驱体合成中作为交联助剂、抑制碳化硅晶粒高温下的生长、作为氧化产物的固溶体。重点综述了含难熔金属元素碳化硅陶瓷先驱体的3种合成方法:金属氯化物脱氯法、烷氧基金属化合物反应法和硅氢加成反应法。展望了含难熔金属碳化硅陶瓷先驱体未来的发展方向。

摘要： 为探究聚硅氮烷(PSZ)纤维氧热交联不熔化处理最佳工艺和氧热交联对PSZ纤维及氮化硅(Si_(3)N_(4))纤维组成与结构的影响,以甲基二氯硅烷和二甲基二氯硅烷为原料,通过氨解、热聚合、熔融纺丝、氧热交联及裂解等工艺制备了Si_(3)N_(4)纤维。借助傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等对样品的结构和性能进行测试与分析。结果表明:PSZ纤维在120°C保温12 h进行氧热交联后,其陶瓷产率较未处理纤维提升了约10.2%,最后在1400°C保温2 h裂解可得到表面光滑平坦、无沟槽裂纹等缺陷的Si_(3)N_(4)纤维;将Si_(3)N_(4)纤维继续在空气气氛下于1500°C氧化处理2 h,可在纤维表面氧化形成一层SiO_(2),是典型的皮芯结构纤维。

摘要： 研究了聚碳硅烷(PCS)粉末的高温裂解特性及PCS粉末与锆粉间的化学反应机理,并在900°C制备了SiC涂层.研究发现,900°C开始,PCS裂解产物由无定形态SiC向结晶态转变.不同温度下,PCS粉末与锆粉的混合物发生一系列化学反应,产物为ZrC、Zr2Si、Si3Zr5,通过调节反应温度,可控制该化学反应的程度,进而实现对涂层成分的调节.采用先驱体转化法(PIP)在锆合金包壳表面制备了SiC涂层,经PCS溶液浸涂-裂解3次循环可得到SiC陶瓷层,厚度为4μm,涂层成分为SiC,ZrC为过渡层.划痕法测试得到涂层附着力等级为1～2级.

摘要： 为了改善碳化硅陶瓷基片的介电性能,开发不同于浆料烧结法的陶瓷基片制备新工艺.采用先驱体转化法,通过向先驱体中添加铍作为异质元素,再进行流延和烧成,制备出了含有铍元素的改性碳化硅陶瓷基片.对含铍碳化硅陶瓷基片的介电常数和介电损耗进行了表征,发现虽然其介电常数和介电损耗相比常用的Al2O3等陶瓷基片材料没有明显提升,但铍元素含量对介电常数和介电损耗曲线的峰值区频率有明显的影响,可通过调节碳化硅陶瓷中铍元素的含量制得在特定频率范围下具有低介电常数和低介电损耗的改性碳化硅陶瓷基片.

摘要： 本文通过使用Materials Studio软件进行分子动力学模拟,讨论单源SiBCN先驱体制备的SiBCN陶瓷先驱体在通过改变压力大小,记录实验过程中的温度变化、能量变化、密度变化、结构的边长与角度的数据进行分析.结合对相关文献[1]的总结思考,本文对SiBCN先驱体转化陶瓷的制备有具体研究与展望.

摘要： 采用X射线荧光光谱法测定高性能陶瓷中的硅元素含量,系统研究了熔剂、稀释比、脱模剂、熔融温度与时间对测定结果的影响,并分析了产生这些影响的机理.结果表明,当无水四硼酸锂、碳酸锂、样品三者质量比(m(无水四硼酸锂):m(碳酸锂):m(样品))=8.0:1.5:0.2时,在1050°C下先预熔5 min、再摇摆熔融10 min,可以获得高质量的熔片.硅的质量浓度在55％～70％时,相关系数为0.9997,方法检出限为0.81％.硅元素的加标质量为0.02 g时,加标回收率为98.5％～99.0％.此方法已应用到日常陶瓷样品的检测.

摘要： The SiO2/PSN core-shell microspheres were prepared via an emulsion reaction combined with the polymer-derived ceramics (PDCs) method using polysilazane (PSN) in situ polymerization on the surface of SiO2 modified by silane coupling agents MPS,followed by pyrolysis process to obtain SiO2/SiCN core-shell ceramic microspheres.The effects of raw mass ratio,curing time and pyrolysis temperature on the formation and the morphology of core-shell microspheres were studied.The morphology,chemical composition and phase transformation were characterized by SEM,EDS,TEM,FT-IR and XRD.The results show that after reaction for 4h at 200°C,SiO2 completely coated PSN forms a core-shell microsphere with rough surface when the mass ratio of SiO2 and PSN is 1 ∶ 4;when pyrolysis temperature is at 800-1200°C,amorphous SiO2/SiCN core-shell ceramic microspheres are prepared;at 1400°C,the amorphous phase partially crystallizes to produce SiO2,SiC and Si3N4 phase.%采用乳液技术和先驱体转化法相结合,利用改性后SiO2颗粒表面的双键引发聚硅氮烷(PSN)原位聚合,得到SiO2/PSN核壳结构微球,经高温裂解过程成功制备SiO2/SiCN核壳陶瓷微球.研究SiO2与PSN原料的质量比、固化时间和热解温度对核壳微球形成过程和形貌的影响,并采用SEM,EDS,TEM,FT-IR,XRD对微球的微观形貌、化学成分及物相进行表征.结果表明:SiO2与PSN质量比为1∶4时,200°C固化4h得到表面颗粒分布均一、包覆完全的SiO2/PSN核壳微球;经800～1200°C热处理后,得到能保持原来形貌的非晶态SiO2/SiCN核壳陶瓷微球;1400°C热解产物发生结晶,生成了SiO2,SiC和Si3 N4晶相.

摘要： 航空航天技术的发展,对超高温材料提出了迫切需求.TaC具有高熔点、高硬度、良好的耐化学腐蚀等性能,是一种理想的超高温陶瓷材料.综述了TaC陶瓷的制备方法,其中先驱体转化法具有分子可设计性、可加工性能好,产物组成结构可调控等优点,在超高温陶瓷纤维及其复合材料的制备等方面,具有广阔的应用前景.同时指出,设计、合成无氧或低氧的Ta-C聚合物,是先驱体转化法制备TaC的发展方向.

摘要： Boron carbide (B4C) is a kind of advanced ceramics with excellent properties, which has been widely applied in military, nuclear, aerospace, and other high-tech fields. The fabrication of boron carbide by precursor derived method has been well developed in recent years. Comparing with other preparative approaches, the pre-cursor derived method has a variety of advantages including simple elemental composition, good formability, high ceramic yield, and low energy consumption, which has been widely applied to prepare boron carbide powder, fibers, mesoporous ceramics and ceramic microspheres. In this paper, current development of boron carbide pre-pared by precursor derived method was reviewed. Synthesis and application of boron carbide precursors were mainly discussed. In addition, the future efforts and application prospects of precursor-derived boron carbide ce-ramics were also analyzed.%碳化硼(B4C)是一种性能优良的特种陶瓷,在军事、核工业、航空航天等领域有着广泛的应用.近年来,采用先驱体转化法制备碳化硼陶瓷得到了长足的发展.相比碳化硼材料的其它制备方法,先驱体转化法具有元素组成简单、成型性好、陶瓷产率高、能耗低等优势,在制备碳化硼粉体、纤维、介孔材料、微球等方面有着广泛的应用.本文综述了先驱体转化法制备碳化硼陶瓷的最新研究进展,着重介绍了碳化硼先驱体的合成及应用,并对先驱体转化法制备碳化硼陶瓷的发展方向和应用前景进行了展望.

摘要： 先驱体转化法制备的硅硼碳氮(SiBCN)陶瓷,具有优异的高温结构稳定性、抗氧化性、抗蠕变性及特殊的电学性能,可制备成陶瓷纤维、复合材料、多孔陶瓷、涂层及微器件等,成为航空航天、能源、微电子等产业的备选材料.近年来,研究者们致力于发展先驱体的新型合成方法,开展陶瓷微结构及高温性能的表征研究,并探索将SiBCN陶瓷的特殊性质应用于高温传感器、碳纳米管或碳纳米纤维的抗氧化涂层、碳化硅陶瓷的烧结助剂等领域.本文将对先驱体法制备SiBCN陶瓷的工艺(包括先驱体的合成、热裂解及加工成型)、SiBCN陶瓷微结构和性质,以及其高温性能等最新研究进展进行详细的综述,在此基础上总结该领域目前存在的主要问题,并提出未来的发展方向.

摘要： HfC陶瓷具有优异的耐超高温性能,在航空航天领域具有广阔的应用前景.本文通过先驱体转化法,以四氯化铪,乙酰丙酮,甲醇,1,4-丁二醇为原料合成了HfC陶瓷先驱体.采用元素分析、红外光谱、TGA等对先驱体的组成、结构及性能进行了表征.结果表明:先驱体主要含有Hf、C、O、H元素,先驱体是一种主链含Hf-O键和-C4H8-键,侧链含乙酰丙酮的线性聚合物,在四氢呋喃、乙醇中具有良好的溶解性.先驱体1500°C陶瓷产率为48.95wt％.采用元素分析、红外光谱、XRD、SEM等对先驱体的无机化过程及陶瓷产物的组成、结构与性能进行了表征.结果表明:1000°C时陶瓷产物主要为HfO2,1400°C逐渐转化为HfC陶瓷.所制备的HfC陶瓷先驱体具有制备工艺简单、溶解性能优良、陶瓷产物性能好的优点,在聚合物浸渍裂解工艺制备超高温陶瓷基复合材料上有很好的应用前景.

摘要： 本工作以聚碳硅烷、二甲苯、沥青基炭纤维为原料采用先驱体转化法制备Cf/SiC复合材料,得到了具有应用潜质的Cf/SiC复合材料.本工作考察了复合材料的力学性能、热力学性能,结果表明:采用优化的制备工艺制备的复合材料力学性能、热力学性能较高,材料的弯曲强度达151MPa,热导率达到47W·m-1·K-1.

摘要： ZrC陶瓷具有优异的耐超高温性能,在航空航天领域具有广阔的应用前景.本文通过先驱体转化法,以四氯化锆,乙酰丙酮,乙醇,2-丁烯-1,4-二醇为原料合成了ZrC陶瓷先驱体.采用元素分析、红外光谱、核磁共振、TGA等对先驱体的组成、结构及性能进行了表征.结果表明:先驱体主要含有Zr、C、0、H元素,先驱体是一种主链含Zr-O键和-C4H6-键,侧链含乙酰丙酮的线性聚合物,在四氢呋喃、二甲苯中具有良好的溶解性.先驱体1000°C陶瓷产率为50.1wt％.采用元素分析、红外光谱、XRD、SEM等对先驱体的无机化过程及陶瓷产物的组成、结构与性能进行了表征.结果表明:1000°C时陶瓷产物主要为Zr02,1400°C逐渐转化为ZrC陶瓷.所制备的ZrC陶瓷先驱体具有制备工艺简单、溶解性能优良、陶瓷产物性能好的优点,在聚合物浸渍裂解工艺制备超高温陶瓷基复合材料上有很好的应用前景.

摘要： 多孔碳化硅(SiC)作为催化剂载体,近年来受到了越来越多的关注,特别是在腐蚀性和高温环境应用中.本文报道了一种利用静电纺丝结合先驱体转化法可控制备大孔、介孔-微孔和大孔-介孔-微孔结构SiC超细纤维(分别记为M-SFs,MM-SFs和MMM-SFs)的方法,这些多孔纤维表现出很好的柔性.文中讨论了不同孔结构纤维形成的机理.研究发现,MMM-SFs在对亚甲基蓝(MB)的吸附实验中,表现出高的吸附量,优异的吸附循环性能,超快的吸附速率(传质速率).在稀硫酸中处理5h接着在800°C中处理1h后,MMM-SFs依然能保持长纤维形貌以及完整的孔结构.这种MMM-SFs在高温催化剂载体,生物传感和生物医学,能源存储,气体分离,特别是极端环境中有着极大的应用潜力.

摘要： 本文拟采用六水硝酸钇、六水硝酸镧共掺无机盐氧氯化锆(ZrOC12·8H20)制备氧化锆前驱体乳液，以莫来石毡为骨架，利用真空压力浸渍工艺制备出莫来石毡复合氧化锆多孔材料。研究不同烧结温度对多孔复合材料相组成、压缩强度、显微结构的影响。

摘要： 以聚碳硅烷(PCS)为先驱体，采用先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备出Diamond，SiC复合材料，重点研究制备工艺参数对复合材料致密度等性能的影响规律。结果表明：PCS裂解产生的β-SiC与基体中a-Sic和Diamond的界面相容性良好，有利于Diamond／SiC的致密化;模压压力、浸渍液浓度以及预氧化处理等制备工艺参数是影响Diamond／SiC复合材料致密度的主要原因;Diamond／SiC多孔坯经7个周期的PIP处理后可成为致密度较高的Diamond／Sic复合材料。

摘要： 以硅树脂(SR249)为原料,采用先驱体转化法制备了SiC陶瓷.采用了IR和XRD对裂解产物进行了表征.结果表明,硅树脂在一定条件下可以生成SiC陶瓷,可以作为SiC陶瓷的先驱体.

摘要： 以聚硅氮烷(PSZ)为先驱体并加入填料B4C粉,采用先驱体转化法在石墨表面制备具有自愈合功能的抗氧化涂层,借助扫描电镜和X射线衍射仪等分析手段对涂层的微观结构和相组成进行表征,并对涂层的抗氧化性能进行了初步研究。结果表明:填料B4C的含量、涂层厚度、涂覆裂解次数、烧结温度等工艺参数对涂层抗氧化性能均有较大的影响。随着B4C含量的增加涂层的裂纹逐渐减少,当含量达到45wt%时效果最佳:涂覆裂解次数为3次和裂解温度为1200°C时,制备的抗氧化涂层效果最佳。

摘要： 制备抗氧化涂层是提高材料抗氧化能力一种非常有效的手段.本文对国内外基于聚硅氮烷制备的耐高温抗氧化涂层研究进展及发展趋势进行了总结分析,并简单介绍了本课题组在此方面的相关研究工作.

摘要： 制备抗氧化涂层是提高材料抗氧化能力一种非常有效的手段.本文对国内外基于聚硅氮烷制备的耐高温抗氧化涂层研究进展及发展趋势进行了总结分析,并简单介绍了本课题组在此方面的相关研究工作.

摘要： 本发明涉及一种新的用冷冻浇注多孔陶瓷的制备方法。属于多孔结构材料制备领域。本发明将含有陶瓷先驱体的有机浆料通过冷冻浇注，在设定的温度场内得到坯体；坯体经冷冻干燥脱除有机溶剂后得到备用坯体；然后针对所用有机浆料中是否交联剂，采用不同交联工艺，得到待裂解坯体；最后在保护气氛下，于900°C‑1600°C、对步骤二所得待裂解坯体进行裂解，直至陶瓷先驱体完全转化为陶瓷；得到成品。本发明采用陶瓷先驱体转化方式制备陶瓷材料，大大降低其烧结温度，减少能耗、同时所得产品的性能得到显著的提升。在生物材料，过滤材料，吸波材料方面有广泛的应用。

摘要： 本发明公开一种先驱体转化陶瓷基复合材料构件的制备方法，该制备方法采用可交联固化的树脂，先涂刷或者浸渍纤维预制件，固化后高温裂解或者固化后浸渍陶瓷先驱体溶液‑取出并合模‑固化‑裂解，即可获得具有一定刚度、形状尺寸基本不变的毛坯件，后续都可以将毛坯件单独浸渍先驱体溶液而无需带模具浸渍，避免了带模具浸渍造成的聚碳硅烷等昂贵原料的浪费，大大节约了原料成本。

摘要： 本发明提供了一种先驱体转化碳化硅陶瓷及其制备方法。所述方法包括以如下质量百分比的原料通过共混无压烧结进行制备：60%‑80%的碳化硅陶瓷粉以及20%‑40%的碳化硅陶瓷先驱体。一般的碳化硅陶瓷材料均采用加压成型烧结或热压烧结进行，加压压力大烧结温度高，对设备的要求较高，工艺复杂成本昂贵。相比较传统碳化硅陶瓷制备方法，本发明工艺简单，烧结温度低，对设备要求低，成本低廉。

摘要： 本发明公开了一种提高先驱体陶瓷转化率的方法及浸渍液，包括以下步骤：①取陶瓷先驱体进行粉碎，粉碎后球磨，然后烘干、过筛备用；②取①处理后的陶瓷先驱体粉料在空气中保温1‑10h，温度为100‑300°C；③将②处理过的陶瓷先驱体粉在溶剂中溶解配制成陶瓷先驱体浸渍液，其中溶剂含10‑80wt％。本发明可以提高SiC陶瓷体的致密度及先驱体的陶瓷转化率。

摘要： 本发明公开一种先驱体转化陶瓷基复合材料构件的制备方法，该制备方法采用可交联固化的树脂，先涂刷或者浸渍纤维预制件，固化后高温裂解或者固化后浸渍陶瓷先驱体溶液‑取出并合模‑固化‑裂解，即可获得具有一定刚度、形状尺寸基本不变的毛坯件，后续都可以将毛坯件单独浸渍先驱体溶液而无需带模具浸渍，避免了带模具浸渍造成的聚碳硅烷等昂贵原料的浪费，大大节约了原料成本。

摘要： 本申请实施例提供了一种高转化率陶瓷先驱体聚碳硅烷材料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：在反应釜中，将液态环硅烷与液态聚碳硅烷混合后，溶于有机溶剂；步骤2：抽真空置换惰性气体，在惰性气体保护下，控制反应釜内温度，进行裂解，裂解柱温度控制在520‑540°C；步骤3：加入催化剂发生反应，反应结束后，过滤除去不溶物，蒸除溶剂，得到聚碳硅烷。本申请实施例反应可以在常压下进行，得到聚碳硅烷分子结构、分子量可以任意调节和控制，且不含有残剩的硅硅键节，在室温保存稳定。

摘要： 本发明公开了一种浸渍装置、使用浸渍装置制备纤维增强先驱体转化陶瓷基复合材料的方法，方法包括浸渍装置，包括以下步骤：S1：将纤维制备成预制件；S2：对预制件进行浸渍：将预制件放入浸渍装置，抽真空装置将真空袋内的空气排出，先驱体进入浸渍装置内，对预制件进行浸渍；S3：对预制件进行固化：将真空袋以及真空袋内的所有结构一起放入烘箱内，所述烘箱进行加热。S4：对预制件进行烧结:将预制件放入裂解炉进行烧结，在烧结过程中，往裂解炉充入氩气，并进行排气；S5：重复步骤S2‑S4若干次后，将预制件从裂解炉取出，得到陶瓷基纤维复合材料。本发明能够制备形状复杂的预制件，提高了浸渍效果，降低最后成品的孔隙率，增加了致密性，提高了性能。

摘要： 本发明公开了一种先驱体转化制备连续陶瓷纤维的装置及方法。装置包括熔融纺丝机、不熔化处理箱、高温烧成炉以及收丝机；制备方法包括：首先将先驱体聚合物加入熔融纺丝机中，通过控制熔融纺丝温度、氮气流速和出丝口口径进行熔融纺丝，纺出的先驱体纤维从出丝口进入不熔化处理设备，经牵伸和绕丝，使先驱体纤维从不熔化处理设备最左端绕至最右端，过程中通过控制两个不熔化处理设备的温度、并通入臭氧和紫外灯管辐照实现先驱体纤维的不熔化处理；之后进入高温烧成设备进行高温烧成，最后使用收丝机收集得到连续先驱体陶瓷纤维。本发明制备得到的连续陶瓷纤维直径可调可控，纤维缺陷少强度高，连续陶瓷纤维的获得是连续完成的。

摘要： 本发明公开了一种利用先驱体转化法强化氧化铝基陶瓷型芯的方法，按照配比将硅树脂粉末加入二甲苯溶剂中，不断搅拌，直至硅树脂粉末全部溶解，获得液态硅树脂先驱体；将需要强化处理的氧化铝基陶瓷型芯浸没在液态硅树脂先驱体中，直至表面不再产生气泡为止，将型芯取出，清理干净表面残留的液态硅树脂；将获得的型芯进行自然风干，再进行加热固化处理，获得经过硅树脂固化后强化的氧化铝基陶瓷型芯；再将型芯进行二次烧结处理，烧结环境为空气气氛，得到硅树脂裂解产物增强的氧化铝基陶瓷型芯。本发明制备的氧化铝基陶瓷型芯具有高的室温和高温强度，成品率高，满足更高温度的单晶和共晶空心叶片的制备需要，工艺简单，能够满足工业化生产需要。

摘要： 一种基于硅树脂浸涂液先驱体转化法制备石墨件抗氧化涂层的方法，属于应用技术领域，具体包括以下步骤：步骤一、将有机硅树脂溶液浸涂石墨件；步骤二、将浸涂石墨件加热固化，固化工艺设置为120°C保温1h，150°C保温1h，180°C保温2h，210°C保温2h，250°C保温4h得到固化石墨件；步骤三、将固化石墨件高温烧结，烧结过程中以氩气保护，自室温以10°C/min升温速度升温至800°C并保温1h，后以5°C/min的升温速度升温至1100°C保温2h，后以2°C/min降温速度降至400°C，关闭程序自然降温得到烧结石墨件；步骤四、将烧结石墨件重复步骤一和步骤二，得到抗氧化涂层保护的石墨件。