含Ti的SiC纤维先驱体PTC—Ⅲ的合成

从聚硅烷(PS)与钛酸丁酯(Ti(OBu)_4)出发,不用任何反应促进剂直接合成了含 Ti 的 SiC 纤维的先驱体聚钛碳硅烷(PTC—Ⅲ)。在这一反应中,PS 裂解为含 Si—H 键的低分子聚硅烷(LPS)。LPS 的的 Si—H 键与 Ti(OBu)_4反应并伴随着发生 Si-Si 骨架向 Si—C 骨架的转化。从 PTC—Ⅲ出发已制得了有良好力学性能的含 Ti 的 SiC 纤维。本文研究了 PS 与 Ti(OBu)_4的反应及其对 PTC 特性的影响。     

低比电阻Si—Ti—C—O纤维先驱体的合成

通过液体聚硅烷（ Ｌ Ｐ Ｓ） 与钛酸四丁酯 Ｔｉ （ Ｏ Ｂｕ）４ 反应合成了不同钛含量的聚钛碳硅烷先驱体,经熔融纺丝、不熔化处理及高温烧结等工艺制备出比电阻为１０６ ～１０３ Ω·ｃｍ 的 Ｓｉ Ｔｉ Ｃ Ｏ 纤维． 用 Ｉ Ｒ、 Ｇ Ｐ Ｃ、 Ｖ Ｐ Ｏ、 Ｔ Ｇ、 Ｄ Ｔ Ａ 等方法分析研究了聚钛碳硅烷的组成、结构与特性及其与含钛量的关系     

SiC纤维先驱体—聚碳硅烷的催化合成

研究了在硼酸丁酯存在下由低分子聚硅烷（ＬＰＳ）合成聚碳硅烷（ＰＣ）的反应。结果表明，硼酸丁酯具有催化聚合的作用，可在较低温度下合成较高分子量的产物。研究了合成条件对产物特性的影响，并对催化作用原理进行了分析与讨论。     

添加填料合成SiC（Al）纤维的先驱体聚铝碳硅烷

以聚硅碳硅烷和乙酰丙酮铝为原料,在反应装置的裂解柱中加入填料,在常压下合成了聚铝碳硅烷.结果表明:添加填料使合成聚铝碳硅烷的时间缩短46%,聚铝碳硅烷的从1008增大到2436,分子量的分布变窄,—Si—Si—键的含量低;在N_2气氛中,在400℃以下失重减少,在1200℃陶瓷的产率从65%提高到69%;加入填料可促进—Si—Si—链转化为—Si—C—Si—链,制备出的聚铝碳硅烷纤维在预氧化过程中氧的增重少,预氧化烧成后得到的Si—Al—C—O连续纤维强度为2.1 GPa,在Ar中1800℃烧结可得到致密的SiC(Al)纤维.纤维的结晶行为与不加填料时的类似.     

PCS先驱体转化法制备SiC涂层的浸渍工艺

在聚碳硅烷（PCS）先驱体转化法制备SiC涂层的浸渍工艺参数中，浸渍溶液的PCS浓度对涂层形貌影响最大，而其他参数的影响很小。当PCS的浓度不大于30％时均可以获得均匀、致密的SiC涂层。随着PCS浓度的增大，涂层厚度增加；单次浸渍可获得的SiC涂层最大厚度为1－2μm。     

SYNTHESIS OF PRECURSORS PTC-Ⅲ OF SiC FIBERS CONTAINING Ti

从聚硅烷(PS)与钛酸丁酯(Ti(OBu)_4)出发,不用任何反应促进剂直接合成了含Ti 的SiC 纤维的先驱体聚钛碳硅烷(PTC—Ⅲ)。在这一反应中,PS 裂解为含Si—H 键的低分子聚硅烷(LPS)。LPS 的的Si—H 键与Ti(OBu)_4反应并伴随着发生Si-Si 骨架向Si—C 骨架的转化。从PTC—Ⅲ出发已制得了有良好力学性能的含Ti 的SiC 纤维。本文研究了PS 与Ti(OBu)_4的反应及其对PTC 特性的影响。     

不同先驱体制备C/SiC复合材料及其浸渍行为

采用先驱体浸渍裂解工艺(PIP工艺)制备C/SiC复合材料,研究了不同先驱体对复合材料浸渍行为的影响(三种先驱体分别为固态聚碳硅烷(PCS(s))、液态聚碳硅烷Ⅰ(PCS-Ⅰ(l))和液态聚碳硅烷Ⅱ(PCS-Ⅱ(l)),制备的三种复合材料体系分别为C/SiC-0、C/SiC-Ⅰ和C/SiC-Ⅱ)。结合C/SiC复合材料的力学性能以及不同裂解周期C/SiC复合材料的微观形貌,研究了不同先驱体制备的C/SiC复合材料对碳纤维织物浸渍行为的影响。研究结果表明:C/SiC-Ⅰ复合材料的室温弯曲强度最高,达到336 MPa。不同裂解周期的微观形貌显示, C/SiC-0复合材料内部孔隙分布于碳纤维束间; C/SiC-Ⅰ复合材料内部较致密,孔隙分布均匀; C/SiC-Ⅱ复合材料基体和束丝内部都存在孔隙,说明三种聚碳硅烷浸渍液对C/SiC复合材料有不同的浸渍效果。凝胶渗透色谱(GPC)的分析结果显示,由于浸渍液的分子量不同,大分子无法浸渍到碳纤维束丝内部,会造成裂解后的复合材料束内SiC基体较少,造成其力学性能较低。     

裂解升温速率对聚碳硅烷先驱体转化制备Cf/SiC材料弯曲性能的影响

以聚碳硅烷(PCS)／二乙烯基苯(DVB)为先驱体制备了3D-B Cf／SiC复合材料，研究先驱体转化过程中不同裂解升温速率对材料力学性能的影响。结果表明：随着裂解升温速率的提高，材料致密度增加，界面结合变弱，从而陶瓷基复合材料的力学性能明显提高。以15℃／min裂解升温速率制得的陶瓷基复合材料的室温弯曲强度达到556．7MPa，1300℃真空下测试，材料的弯曲强度达到680．3MPa。     

SiC(Al)陶瓷纤维先驱体聚铝碳硅烷的合成与表征

利用聚二甲基硅烷(PDMS)热解聚合的液相产物聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮铝(Al(AcAc)3)反应制备了SiC(Al)陶瓷纤维的先驱体聚铝碳譬烷(PACS)，选用PSCS为原料消除了Al(AcAc)3在合成反应过程中出现的升华现象。合成的PACS化学式为：SiC2.0，H2.6Al0.018。数均分子量Mn=2265。研究反应过程发现PSCS发生裂解重排反应，Si-H键在反应中显示出巨大的活性，反应时伴随有乙酰丙酮气相副产物产生。反应机理研究表明，PACS分子量的增加是PSCS形成的Si-H键与Al(AcAc)3的配位基发生交联反应形成Si～Al键的结果。     

含钛碳化硅纤维的制备及其微波吸收特性

用超声将平衡粒径４０ｎｍ的钛粉均匀分散到聚碳硅烷中，通过熔融纺丝、不熔化处理、烧结、制备出和学性能良好、电阻率连续可调的含钛碳经硅纤维。这种纤维与环氧树脂复合成结构吸波材料，具有良好的雷达波吸收特征。     

低电阻率SiC纤维先驱体的合成与表征

采用将聚二甲基硅烷（PDMS）与聚氯乙烯（PVC）共裂解合成制备低电阻率SiC纤维先驱体聚合物,并利用元素分析,IR、NMR等手段对该聚合物进行了表征,结果表明,聚合物结构与原料中聚氯乙烯有关,当聚氯乙烯含量较高时,生成的先驱体聚合物既有聚碳硅烷的结构特征,又具有-CH=CH-共轭结构特征的-（SiCH3-CH2)-n-（CH=CH）-m嵌段共聚物。而当聚氯乙烯含量较低时,生成的先驱体为高度支化的聚碳硅烷结构的聚合物,先驱体中的碳含量随原料中的聚氯乙烯的增加而增加。     

具备吸收雷达波功能的三叶型碳化硅纤维研制

以聚碳硅烷(PCS)为原料,采用熔融纺丝制备三叶型PCS纤维后,经不熔化和烧成制得三叶型碳化硅纤维。研究了纺丝温度、收丝速度等对纤维异形度的影响,并对预氧化和烧成工艺以及吸波性能等进行了研究。研究表明,较低的纺丝温度、适当高的纺丝压力和较低的转速有利于提高纤维的异形度。与相同当量直径的圆形纤维相比,三叶型碳化硅纤维的抗拉强度平均提高约30%,三叶型碳化硅纤维在8~18 GHz范围内具有较好的吸收雷达波性能。      

SiC陶瓷纤维先驱体设计原则及合成研究进展

总结阐述了SiC陶瓷纤维先驱体的设计原则,对国内外SiC陶瓷纤维先驱体的主要合成方法进行了总结.在设计原则的指导下,比较了各种合成方法的优缺点,包括先驱体的产率、杂元素含量、分子形态、分子量及其分布等结构参数,先驱体可纺性以及制备的SiC纤维的性能;并根据设计原则和研究进展提出,降低先驱体中杂元素含量,提高陶瓷产率并兼顾可纺性、稳定性要求是SiC陶瓷纤维先驱体分子设计的方向;指出国内SiC陶瓷纤维的发展要立足于创新,通过不同途径制备出符合要求的陶瓷先驱体。     

先驱体转化法制备碳纤维增强碳化硅复合材料的研究

本文采用有机硅先驱体聚碳硅烷转化成碳化硅制备连续碳纤维增强的碳化硅基复合材料。对其制备工艺,如碳纤维体积分数的控制、液相浸渍聚碳硅烷热解转化成碳化硅基体的致密化等进行了研究。结果表明,该工艺对制备连续纤维增强的陶瓷基复合材料是一种有效的方法,易于实现纤维和基体的成型、复合。致密化过程不损伤纤维。对其C/SiC复合材料的性能进行了表征,C纤维具有明显增韧碳化硅的效果,其断裂机制表现为韧性特征。     

电子束辐射交联制备低氧含量SiC纤维的研究

本文作者研究了电子束辐射交联对PCS纤维不熔化效果、热分解特性的影响,探讨了辐射交联机理,并制得了低氧含量的SiC纤维,研究了其耐高温性能。结果显示,PCS辐照纤维开始实现不熔化的吸收剂量是15MGy。所得纤维的氧含量为3.3wt%,抗拉强度为1.65GPa,晶粒尺寸3.4nm。在He气氛下1600℃处理30min后失重8wt%,强度保留80%,晶粒长大到16.3nm。     

聚碳硅烷纤维的不熔化与SiC纤维制备研究

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压反应制备了聚碳硅烷(PCS)先驱体,经熔融纺丝制备了PCS纤维,研究了在190 C下不同不熔化时间对PCS纤维氧化增重、Si-H键反应程度、凝胶含量、氧含量及最终SiC纤维氧含量与性能的影响.研究表明,在不熔化过程中,PCS结构中的Si-H键与氧反应,在PCS分子间形成Si-O-Si交联结构.随着不熔化时间的延长,PCS纤维发生氧化增重、Si-H键反应程度提高、凝胶含量增加,SiC纤维中氧含量也逐渐增加.在不熔化保温3h,制备的SiC纤维强度可达2.52GPa.随着不熔化时间的进一步延长,SiC纤维氧含量增加,其强度逐渐降低.     

C/SiC复合材料的制备及性能研究

本文对聚碳硅烷化学转化法制备碳纤维增强碳化硅复合材料的生产工艺进行了研究,探讨了工艺参数对材料性能的影响.研究结果表明,聚碳硅烷分子量是影响材料性能的重要参数,纤维和基体间热膨胀系数的不匹配可通过向基体内加少量二氧化锆进行改善.材料的力学和热学性能测试结果表明,C/SiC复合材料具有较好的综合性能,其断裂韧性比未增强的单一陶瓷提高较多.利用电镜分析了弯曲试样的断口形貌.     

熔融纺丝过程优化制备细直径碳化硅纤维及其对力学性能的影响

强度、模量和柔顺性作为碳化硅(SiC)纤维重要的力学性能受到纤维直径大小的影响, 而制备工艺中的熔融纺丝过程对纤维直径起决定作用。本工作研究了纺丝温度、纺丝压力和卷绕速度对聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)原纤维直径的影响, 分析了纺丝过程中纤维断裂的原因, 并初步探究了SiC纤维直径与力学性能的关系。结果表明, 在一定范围内降低纺丝温度、降低纺丝压力和提高卷绕速度均能显著减小原纤维的直径。在连续纺丝的前提下, 最优纺丝工艺下得到的PCS原纤维直径为13.5 μm。随着PCS纤维直径由18.3 μm减小至13.5 μm, SiC纤维直径则由13.8 μm减小至9.5 μm, 而SiC纤维的强度与模量分别由1.7、181 GPa提高至2.9、233 GPa, 强度分布更为集中, 柔顺性得到显著提高。     

液晶离聚物的合成及其原位复合纤维形态研究

以ＰＥＴ、ＰＥＴ磺酸型离聚物（ＳＰＥＴ）和对乙酰氧基苯甲酸（ＰＡＢＡ）为原料合成了一系列共聚酯离聚物,经表征表明产物是热致液晶聚合物（ＴＬＣＰ）。不同离子含量的液晶离聚物与不同极性的热塑性聚合物基体共混纺丝得到原位复合纤维,经形态分析表明,液晶离聚物分子中的离子和基体分子中的偶极之间的相互作用改善了两相间的相容性,使液晶分散相分布均匀且形成长径比更大的微纤;离子含量越高,其体极性越强,这种效应越明显;但微纤细到一定程度时容易破裂而使分散相成球粒状分布,影响增强效果。