玻璃粉对聚硅氮烷陶瓷涂层厚度及孔隙的影响

为研究玻璃粉对聚硅氮烷陶瓷涂层结构的影响,采用热重、傅里叶红外光谱等方法对聚硅氮烷及聚硅氮烷/玻璃粉混合物的热解转化过程进行研究,结果表明,添加玻璃粉前后样品的热解趋势基本一致.聚硅氮烷在整个热解过程中均会释放出气体,其中在500℃以下时发生转氨作用析出氨气,在500～700℃时主要析出甲烷.利用提拉涂膜法在TP 347基材上制备玻璃/陶瓷复合涂层,并利用扫描电子显微镜对其微观形貌进行表征,结果表明玻璃粉能显著提高涂层临界厚度.由于涂层在烧结过程中会析出大量气体,为了防止复合涂层在烧结后形成较大的孔隙,可在基材许用温度下尽量提高烧结温度.     

含SiO2填料的聚硅氮烷光固化涂层的制备

采用紫外光固化法在CF/SiC复合材料表面制备聚硅氮烷涂层 ,研究了含SiO2 填料的聚硅氮烷涂层制备工艺对CF/SiC复合材料抗高温氧化性能的影响。结果表明 :通过选择较低的先驱体粘度 ,SiO2 预处理和涂层的陶瓷化 ,能得到致密的涂层 ,试样在 4 0 0～ 10 0 0℃被氧化时 ,失重率小于10 %。     

聚硅氮烷合成方法与应用研究进展

聚硅氮烷是分子主链中含有重复硅氮键的一类有机化合物,广泛应用于陶瓷先驱体制备、材料涂层合成、医学手术等领域。综述国内外聚硅氮烷合成及应用研究最新进展,重点论述了聚硅氮烷的不同合成方法和反应原理,提出合成耐热型高分子量聚硅氮烷的研究思路,展望聚硅氮烷的发展前景与研究方向,为合成具有特定性能的聚硅氮烷聚合物提供一定的设计思路与理论基础。     

光聚合陶瓷先驱体裂解制备陶瓷涂层及其抗氧化性能

炭材应用广泛,但在高于500℃的有氧气氛中氧化迅速,其结构和性能受到严重影响.为此,采用光聚合巯基/乙烯基聚硅氮烷(PSN-1)陶瓷先驱体在炭材料表面裂解制备抗氧化陶瓷涂层,采用偏光显微镜和X射线衍射技术探讨了涂层对炭材抗氧化性能的影响.结果表明:先驱体溶液浓度为30%时浸渍效果最好;加入质量比(Ti/PSN-1)为1/10～1/5的钛粉时,制备的涂层抗氧化性能最佳,恒温氧化120 min后,失重率仅为18%;最佳的浸渍/裂解循环次数为3次,恒温氧化120 min,失重率为15%;聚硅氮烷经高温裂解后最终生成氮化硅陶瓷.     

混杂聚硼硅氮烷的陶瓷化过程研究

合成了新型的陶瓷先驱 体混杂聚硼硅氮烷(H-PBSZ), 分析了其结构, 并采用TG-DTA、FT-IR、XRD以及SEM等分析手段对其裂解过程进行了研究. 结果表明, H-PBSZ结构中含有B-N、Si-N、B-H、N-H、Si-H等化学键, 随着裂解温度的升高, 含氢键逐渐减少直至消失, 最终得到BN和Si₃N₄的混合物. 在裂解过程中, 失重主要发生在100～400℃之间, 陶瓷产率约为83wt％. 裂解产物的结晶程度随着温度的升高逐渐增强, 800℃的产物基本上为无定形态, 微观形貌主要以球形颗粒为主; 1600℃的产物则已经晶化, 可以观察到层片状结构的h-BN及少量的α-Si₃N₄晶粒.     

含乙烯基的聚硅氮烷先驱体纤维的制备

通过甲基乙烯基硅氮烷与聚硅氮烷共热聚反应,将乙烯基引入先驱体聚硅氦烷,分析了甲基乙烯基硅氦烷与降硅氮烷的结构。讨论了两者共热聚的反应过程,找到了适宜的制备方法。制得了几种不同乙烯基含量的聚硅氦烷,并经熔融纺丝制得的含乙烯基的聚硅氦烷纤维。     

超支化聚碳硅烷的掺硼改性与陶瓷化研究

通过二甲基胺硼烷(DMAB)与烯丙基超支化聚碳硅烷(AHPCS)反应合成含硼聚碳硅烷先驱体,后经170℃热交联及高温裂解制备出碳化硅陶瓷。采用傅立叶红外光谱、热重分析、X射线衍射分析及扫描电子显微镜对上述过程进行研究。结果表明,DMAB中的B—H键可分别与AHPCS中的CC键及Si—H键发生硼氢化反应和脱氢偶合反应,从而促进AHPCS的热交联,并显著提高陶瓷产率。此外,硼的引入还可有效抑制β-SiC在高温下的结晶。     

两种先驱体低温裂解制备石英纤维增强氮化硅复合材料

以全氢聚硅氮烷( PHPS) 和聚甲基硅氮烷( PHMS) 为陶瓷先驱体, 通过循环浸渍和600 ℃低温裂解分别制备了三维石英纤维增强氮化硅复合材料, 对比研究了复合材料的力学性能和微观结构。结果表明: 由PHPS 制备的复合材料密度为1. 83 g/ cm3 , 气孔率10 % , 弯曲强度45. 4 MPa , 材料断口平整, 纤维基体界面结合强; 而由PHMS 制备的复合材料密度仅为1. 66 g/ cm3 , 气孔率16 % , 却具有更高的弯曲强度56. 3 MPa , 材料断面较粗糙,界面结合较弱。先驱体活性不同是导致复合材料界面结合强弱及力学性能不同的主要原因。      

聚硼硅氮烷先驱体的合成及其目标陶瓷SiBNC的性能

以三氯化硼、甲基氢二氯硅烷、六甲基二硅氮烷为起始原料,通过共缩合路径合成了SiBNC陶瓷先驱体-聚硼硅氮烷(PBSZ),将PBSZ在氨气气氛中高温热解可得SiBNC陶瓷.对先驱体及其陶瓷产物的组成、结构和高温结晶性能进行了研究.结果表明,先驱体的骨架结构为-Si-N-B-,其中,B、N以硼氮六环形式存在.1000℃的陶瓷产率为61%,陶瓷中碳含量低于0.5%,具有较好的热稳定性能,能够在1700℃以上保持非晶,在1850℃部分结晶,主要由Si3N4、BN和少量SiC组成,1500℃-1850℃间质量损失约为10%.     

SiBN三元陶瓷纤维的聚硼硅氮烷裂解转化制备和性能

以三氯硅烷、六甲基二硅氮烷、三氯化硼和甲胺为原料合成聚硼硅氮烷前驱体,对前驱体进行熔融纺丝和不熔化处理,将其高温裂解后制备出SiBN陶瓷纤维。使用FT-IR、NMR、XRD、TEM、TGA等表征手段研究了在不同聚合温度下聚硼硅氮烷前驱体的化学结构特征、SiBN陶瓷纤维的高温热稳定性、介电性能以及力学性能。结果表明：在不同温度下制备的聚硼硅氮烷前驱体的骨架为Si-N-B,均含有HSiN₃、BN₃及NCH₃等结构。在1400℃热处理后SiBN陶瓷纤维仍保持无定形态,直径为14 μm,拉伸强度达到0.91 GPa。在氮气气氛中SiBN陶瓷纤维从室温到1400℃的失重为1.5%,表明这种纤维具有较高的热稳定性。SiBN陶瓷纤维的介电常数为2.6~2.8,损耗角正切的数量级为10^-2。