SiBNC体系陶瓷先驱体的研究进展

分别对SiBN、SiBC和SiBNC陶瓷先驱体及其单源先驱体的制备进行了综述。总的来说,陶瓷先驱体的制备可以分为两大类,即采用不同分子的共缩合和单源先驱体的缩聚两种路径。后者由于其单源先驱体分子具有最终陶瓷产物中所具有的组成和结构特征,并且这种特征能保持到最终的产物中,因而最受关注。同时对两种制备方法的发展前景作了初步的分析与讨论。     

新型SiBCN先驱体的合成及其陶瓷性能的研究进展

综述了近年来采用有机先驱体制备SiBCN复合陶瓷的研究现况.详细介绍了SiBCN先驱体合成的两种主要方法,并对利用这两种方法获得的先驱体和裂解后的陶瓷的产率等方面进行了比较.阐述了SiBCN复合陶瓷与纯SiC和Si3N4陶瓷在力学,抗蠕变,抗氧化等性能的差别.     

先驱体转化陶瓷涂层的裂解方法研究进展

随着金属零部件服役工况条件的日益苛刻,针对金属零部件不同的服役条件和失效特点,选择不同的陶瓷材料体系,采用适当工艺技术在金属零部件表面制备高性能的陶瓷涂层防护涂层并赋予其特殊功能,已成为解决金属零部件在苛刻工况下可靠服役的有效途径.先驱体转化陶瓷法作为一种原位制备陶瓷涂层的新型方法,利用先驱体聚合物良好的流动性、成型性、分子结构可设计性等特点,将先驱体涂层通过裂解转化为陶瓷涂层,在材料表面形成致密的防护涂层.裂解是先驱体从有机物转化为陶瓷涂层的重要途径,传统加热炉裂解利用程序化升温可在金属、多孔材料、纤维或纤维增强复合材料表面实现陶瓷涂层的连续化、批量化制备,设备简单,易于控制,但加热炉裂解对基体的热影响大,无法在熔点较低或结构复杂的基体上制备陶瓷涂层.激光裂解可选择性地控制热量的输入,裂解迅速、加热均匀,对基体热影响小,可制备出具有特殊成分的陶瓷涂层,但先驱体要能够吸收激光,激光裂解效率较低.离子辐照是无热裂解方式,裂解迅速,但效率低、成本较高.本文总结了先驱体转化陶瓷涂层裂解方法的研究进展,分析了加热炉裂解、激光裂解和离子辐照裂解的优缺点.未来将探索新的可控制备陶瓷涂层的方法与技术,揭示先驱体转化陶瓷微观结构的演变规律,实现陶瓷涂层致密化和裂纹缺陷的精确控制是今后需要重点发展的方向.     

聚硅烷陶瓷先驱体研究进展

具有σ-共轭结构特点的聚硅烷有着特殊的性能及用途。概述了聚硅烷作为陶瓷先驱体在制备陶瓷纤维、多孔陶瓷、陶瓷基复合材料3个方面的应用研究进展,并针对目前存在的不足指出了今后的研究方向。     

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。     

聚合物先驱体转化陶瓷法制备碳化硅陶瓷涂层的研究进展

简述了聚合物先驱体转化陶瓷(PDC)法在制备碳化硅(SiC)复相陶瓷涂层方面的功用,介绍了PDC法在制备陶瓷涂层过程中的2种反应机理,指出了PDC法的优缺点,提出了其未来的发展方向。     

用作陶瓷先驱体的聚硅氧烷的交联与裂解

研究了含氢聚硅氧烷(HPSO)与含乙烯基聚硅氧烷(VPSO)的交联与裂解。研究发现,氯铂酸能有效催化两者之间的交联反应。催化剂的质量分数为1.697×10-5、m(VPSO)/m(HPSO)=4∶1的体系在180℃交联6h后凝胶含量为96.7%,基本达到完全交联状态。1000℃时基本上裂解完全,陶瓷产率74.6%。裂解产物由Si、O、C三种原子组成,其质量分数分别为47.80%、31.39%、20.81%。1000℃裂解产物中有β-SiC微晶,1200℃时出现SiO2微晶。     

先驱体转化法制备碳化硅陶瓷产率研究评述

对先驱体转化法制备碳化硅陶瓷产率问题进行了综述.针对先驱体转化法陶瓷产率低的问题,从陶瓷先驱体的设计、先驱体的交联工艺、裂解工艺以及活性填料的添加等方面分析了影响陶瓷产率的各种因素,总结出提高陶瓷产率的措施,最后提出今后进一步研究的方向.     

聚硅氧烷的交联与裂解陶瓷化研究

研究了含氢聚硅氧烷(HPSO)与二乙烯基苯(DVB)的交联与裂解行为。结果表明,氯铂酸能有效催化两者之间的交联反应。DVB/HPSO质量比例对交联程度和陶瓷产率有明显影响。催化剂的含量为11.31×10-6、m(DVB)/m(HPSO)=0.5∶1的体系在120℃交联6h后达到完全交联状态。1000℃时裂解完全,陶瓷产率76%,产物组成为38.33%Si、27.33%O、34.34%C。DVB/HPSO的裂解陶瓷化主要发生在370℃～800℃范围内,分为两个阶段。第一阶段在420℃～610℃区间,裂解活化能为208.38kJ/mol,由随机成核步骤控制裂解反应。第二阶段在620℃～800℃区间内,裂解活化能为339.89kJ/mol,由一维扩散步骤控制裂解反应。     

含先驱体聚合物浆料浇注成型制备SiC多孔陶瓷

采用SiC粉体与聚碳硅烷(PCS)为原料浇注成型低温烧结制备SiC多孔陶瓷,研究了PCS含量对SiC多孔陶瓷性能的影响。结果表明,PCS含量大于2wt%时可浇注成型,PCS经烧结后生成裂解产物将SiC颗粒粘结起来。所得SiC多孔陶瓷孔径呈单峰分布、孔径分布窄、热膨胀系数低、烧结过程中线收缩率小。随着PCS含量的增大烧成SiC多孔陶瓷的孔隙率降低,但强度显著提高。PCS含量为6wt%时多孔陶瓷的孔隙率、弯折强度和线收缩率分别为36.2%、33.8MPa和0.42%。     

先驱体转化法制备AlN粉体的研究现状

有机先驱体裂解工艺制备的AlN粉体因具有低氧含量和高烧结活性而被广泛关注。AlN先驱体的组成与结构对陶瓷产率及陶瓷粉体的性能有着重要影响,因此先驱体的合成对AlN陶瓷起至关重要的作用。选择不同的合成原料直接决定了先驱体的分子组成与结构。重点介绍了以三烷基铝化合物、无机铝化合物及氢化铝锂3种铝源制备AlN先驱体的工艺方法与反应机制。     

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.     

聚硅氧烷转化制备硅氧碳多孔陶瓷的研究进展

硅氧碳多孔陶瓷耐高温,密度低,比强度高,比表面积大,热导率低,介电性能优良,应用前景广阔。聚合物前驱体转化法已成为颇具前景的陶瓷材料制取手段。文章在简要介绍聚硅氧烷的基础上,从聚硅氧烷热解前、热解过程中以及热解后不同阶段形成特定的孔结构出发,重点阐述了通过聚硅氧烷热解制备硅氧碳多孔陶瓷的工艺研究现状,并提出了亟待解决的问题。     

先驱体转化法制备多孔陶瓷的发展现状

多孔陶瓷材料因其优异的性能在各种领域的应用越来越广泛,其制备方法也不断的发展.先驱体转化法制备多孔陶瓷是20世纪末才出现的一种新型工艺,它具有烧结温度低、成型工艺简单、所得制品强度高等优点,引起了科学技术界的广泛兴趣.根据所得多孔陶瓷的形态,先驱体转化法制备多孔陶瓷大致可分为两类:制备本征结构的多孔陶瓷,制备泡沫陶瓷.本文介绍了先驱体转化制备这两类多孔陶瓷的工艺、结构和性能的研究现状,以及其存在的急需解决的问题.     

低压铸造技术:发展历程、研究现状和未来趋势

低压铸造成型技术是现代大型薄壁复杂构件整体精密制造的重要研究方向之一。介绍了低压铸造技术的发展历程,概述了目前低压铸造技术的研究进展,重点对低压铸造充型过程和铸件合金材料的研究现状进行了综述和分析,探讨了充型过程和铸件合金材料研究中存在的问题,并提出了今后需要重点研究的方向。     

Controlling Cell Behavior Through the Design of Polymer Surfaces

Polymers have gained a remarkable place in the biomedical field as materials for the fabrication of various devices and for tissue engineering applications. The initial acceptance or rejection of an implantable device is dictated by the crosstalk of the material surface with the bioentities present in the physiological environment. Advances in microfabrication and nanotechnology offer new tools to investigate the complex signaling cascade induced by the components of the extracellular matrix and consequently allow cellular responses to be tailored through the mimicking of some elements of the signaling paths. Patterning methods and selective chemical modification schemes at different length scales can provide biocompatible surfaces that control cellular interactions on the micrometer and sub‐micrometer scales on which cells are organized. In this review, the potential of chemically and topographically structured micro‐ and nanopolymer surfaces are discussed in hopes of a better understanding of cell–biomaterial interactions, including the recent use of biomimetic approaches or stimuli‐responsive macromolecules. Additionally, the focus will be on how the knowledge obtained using these surfaces can be incorporated to design biocompatible materials for various biomedical applications, such as tissue engineering, implants, cell‐based biosensors, diagnostic systems, and basic cell biology. The review focusses on the research carried out during the last decade.     

Al作为活性填料对前驱体法复相陶瓷性能的影响

采用微米级Al粉作为活性填料, SiC微粉作为惰性填料, 聚碳硅烷作为陶瓷前驱体制备SiC基复相陶瓷. 研究了热解温度和保温时间对陶瓷产率、线收缩率、力学性能以及微观结构的影响. 研究表明, 由于活性Al粉颗粒在热解过程中与含碳的有机小分子以及反应性气氛发生氮化和碳化反应, 产生体积膨胀效应, 热解陶瓷表现为小收缩、高产率, 可以满足近净尺寸成型的要求. 在1000℃热解保温1h, 线收缩率为0.08%, 陶瓷产率为99.68%, 材料的三点弯曲强度达到293MPa.