激光裂解含二茂铁的聚硅氧烷制备SiOC(Fe)陶瓷涂层研究

激光裂解聚合物先驱体在金属表面制备性能优异的陶瓷涂层,解决了金属本身存在的耐磨防腐蚀性能不足的问题,已成为一种行之有效的方法。采用激光裂解含二茂铁的聚硅氧烷制备了SiOC(Fe)陶瓷涂层,采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),分析了激光裂解含二茂铁的聚硅氧烷生成物的组成与结构,并初步研究了其裂解机理。结果表明:在激光作用下,含二茂铁的聚硅氧烷在激光裂解过程中会发生非平衡态的自由基化学反应,生成的陶瓷涂层主要由晶态的SiC、Fe_3C,非晶态的SiO_2、Fe_2O_3、Fe_3O_4以及C单质、C_6H_(18)OSi_2等物质组成,由二茂铁激光裂解生成的Fe_2O_3、Fe_3O_4、Fe_3C相对制备的陶瓷涂层孔隙具有填补作用。二茂铁质量分数越大,陶瓷涂层表面越平整致密,孔隙越少。     

聚合物先驱体材料体系的陶瓷化研究进展与展望

分析了先驱体转化陶瓷法制备陶瓷涂层的优缺点,阐述了高陶瓷产率聚合物先驱体制备陶瓷涂层的研究现状,分析了聚合物先驱体制备陶瓷涂层存在的问题,提出了探索新的可控制备高质量陶瓷涂层的方法与技术,研制高陶瓷产率的裂解材料体系,注重裂解材料体系的复合化发展和不断完善裂解形成陶瓷涂层的机理是今后需要重点发展的方向。     

激光裂解钛酸酯改性聚硅氧烷制备陶瓷涂层

为了解决先驱体转化陶瓷法中金属粉末活性填料在制备陶瓷涂层中分散不均的问题,采用激光裂解钛酸四丁酯改性聚二甲基硅氧烷法在金属基体表面制备陶瓷涂层,通过电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱等手段,取得了涂层表面并分析了激光裂解钛酸四丁酯改性聚二甲基硅氧烷生成物的组成与结构。结果表明,钛酸四丁酯添加量的质量分数为0.05时,涂层表面不同区域的Ti相对含量均在3%左右,Ti元素在涂层中分布均匀,钛酸四丁酯改性聚二甲基硅氧烷在激光作用下生成的陶瓷涂层主要由晶态的SiC,TiO₂,非晶态SiO₂,（TiO₂）₅₆（SiO₂）₄₄以及C₆H₁₈OSi₂等组成,激光裂解过程中新生的TiO₂,（TiO₂）₅₆（SiO₂）₄₄等陶瓷相对所制备的陶瓷涂层表面孔隙具有填补作用,使陶瓷涂层表面均匀平整致密,孔隙、缝隙基本消失,解决了金属粉末活性填料的分散问题。     

激光裂解参数对聚二甲基硅氧烷陶瓷化的影响

目的采用激光裂解聚二甲基硅氧烷先驱体(PDMS)法制备陶瓷涂层。方法在清洁的钢基体表面均匀涂覆PDMS溶液,恒温固化后得均匀有机涂层。用CO_2连续激光匀速扫描该涂层,裂解后得到陶瓷涂层。通过电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段,分析了激光裂解PDMS产物的组成与结构,研究了激光功率、激光扫描次数、扫描线速度等激光参数对PDMS陶瓷化的影响。结果较低激光功率(如700 W)、较少的扫描次数(如1次)和较大的扫描线速度(如18 mm/s)都会使制备的涂层表面层块状明显,孔隙较大,裂纹较多。较高的激光功率(如1000 W)、较多的扫描次数(如3次)和较小的扫描线速度(如10 mm/s)有利于涂层的层块结构消失,表面更趋于细化平整。结论激光功率、激光扫描次数、扫描线速度对聚二甲基硅氧烷的陶瓷化程度和晶态β-Si C的生成与相转变有很大影响。激光能量注入高时,聚二甲基硅氧烷吸收的激光能量多,陶瓷化比较彻底,但会使晶态β-Si C发生相变反应,生成非晶态α-Si C,不利于晶态β-Si C的形成。