α-SiC∶H薄膜的热行为研究

采用射频反应溅射工艺沉积了αSiC∶H薄膜。利用微分扫描量热器 (DSC)和差热分析仪 (DTA)两种热分析方法确定了αSiC∶H薄膜的脱H过程和相转变温度 ,35 3.2℃脱Si—H和 60 2 .6℃脱C—H ,并在 10 80℃相变结晶。在氮气流保护下的光热炉内进行热处理 ,Fourier红外光谱 (FTIR)和反射谱的研究表明 :40 0℃热处理后薄膜内的H含量急剧下降。高温热处理中的脱H过程有利于游离硅和游离碳的反应形成额外的Si—C键 ,促进薄膜致密 ,并能提高其在紫外部分的反射率 ,降低红外区域的反射率。热处理温度超过 5 0 0℃ ,容易导致薄膜脱落。适当的退火工艺有利于拓展碳化硅薄膜在空间材料上的应用     

SiC陶瓷先驱体聚铝碳硅烷的合成及其陶瓷化

聚硅碳硅烷(polysilacarbosilane,PSCS)与乙酰丙酮铝[Al(AcAc)3]反应制备了含铝SiC陶瓷的先驱体聚铝碳硅烷(polyaluminocarbosilane,PACS),化学式为SiC2.01H7.66O0.13Al0.018,相对分子质量Mr=2265。PACS中主要存在如下结构:—Si(CH3)2—CH2—,—Si(CH3)·(H)—CH2—。PACS在N2气中的陶瓷化表明:600℃以下PACS是有机状态;900℃时,PACS中C—H,Si—CH3结构消失,PACS基本完成了无机化;1300℃左右PACS完全脱H,真正完成了无机化,转化为SiC陶瓷。1300℃以下陶瓷化产物的X射线衍射线很宽,产物为不定型结构。1500℃以上的陶瓷化产物为结晶度较高的SiC陶瓷。     

反应浸渗法制备SiC/FeSix复合材料

研究了在SiC+C坯体中加入Fe粉,用熔融Si进行反应浸渗,以制备不合游离Si的SiC/FeSix复合材料.结果表明:用本实验方法通过调整坯体中Fe含量可以制得不合游离Si的SiC/FeSix复合材料,该材料在室温下的抗弯强度为(220±10)MPa.文中推导了Fe含量与第2相组成的理论模型,同时讨论了热处理工艺对烧结的影响.     

碳热还原杂化前驱体合成SiC–TaC纳米复合粉体

以五氯化钽(TaCl5)、正硅酸乙酯(TEOS)和葡萄糖(C6H12O6H2O)为原料制备了葡萄糖复合凝胶,凝胶经过450℃煅烧得到C–SiO2–Ta2O5杂化前驱体,通过碳热还原前驱体,于1200～1500℃合成了SiC–TaC纳米复合粉体,并用X射线衍射扫描电镜和能谱仪对产物进行表征。结果表明:凝胶中无定型的SiO2和Ta2O5可通过Si—O—Ta键合,均匀分布的Si—O—Ta—C长链使得杂化前驱体内部结合成为牢固的互穿网络结构;TaC于1200℃时得到,而SiC可在1400℃开始合成,反应可在1500℃完成。在不同的钽硅摩尔比下,SiC–TaC纳米复合粉体具有差异性形貌。当钽硅比约为0.02时,SiC与TaC纳米晶粒颗粒分布均匀,同质化明显。随着钽硅比的升高,SiC有从球状转变为纳米线状的趋势。     

液态聚硼硅氮烷的陶瓷化过程

采用Fourier红外光谱、热重–差热以及X射线衍射分析对新型液态SiBNC先驱体进行了结构表征,重点研究了先驱体的陶瓷化过程。结果表明：先驱体以—CH3和—CH=CH2为侧链基团,含有C—H、C=C、Si—H、B—N、N—H、Si—N等化学键;N2气氛保护下的陶瓷产率约为85%,质量损失主要发生在300～800℃;随着温度的升高,聚合物中有机基团逐渐减少,900℃完成无机化转变,得到含有自由碳的非晶态SiBNC陶瓷,1200℃以上非晶态SiBNC陶瓷开始晶化,1500℃得到由C、SiC、Si3N4和BN组成的复相陶瓷。     

碳热还原杂化前驱体合成SiC-TaC纳米复合粉体

以五氯化钽(TaCl5)、正硅酸乙酯(TEOS)和葡萄糖(C6H12O6 H2O)为原料制备了葡萄糖复合凝胶,凝胶经过450℃煅烧得到C-SiO2-Ta2O5杂化前驱体,通过碳热还原前驱体,于1200～1500℃合成了SiC-TaC纳米复合粉体,并用X射线衍射扫描电镜和能谱仪对产物进行表征。结果表明:凝胶中无定型的SiO2和Ta2O5可通过Si—O—Ta键合,均匀分布的Si—O—Ta—C长链使得杂化前驱体内部结合成为牢固的互穿网络结构;TaC于1200℃时得到,而SiC可在1400℃开始合成,反应可在1500℃完成。在不同的钽硅摩尔比下,SiC-TaC纳米复合粉体具有差异性形貌。当钽硅比约为0.02时,SiC与TaC纳米晶粒颗粒分布均匀,同质化明显。随着钽硅比的升高,SiC有从球状转变为纳米线状的趋势。     

热处理工艺对Mini C/SiC复合材料拉伸性能和强度分布的影响

采用5种工艺制备了C纤维束增韧SiC陶瓷基复合材料(Mini C/SiC),研究了热处理工艺对不同制备工艺条件下Mini C/SiC复合材料拉伸性能和强度分布的影响。实验结果表明:在不进行热处理的Mini C/SiC复合材料中引入热解炭(PyC)界面相可提高拉伸性能和强度稳定性。与不进行热处理的MiniC/SiC复合材料相比,对引入PyC界面相复合材料的C纤维束和/或PyC界面相进行热处理均可提高拉伸性能。热处理温度小于等于1700℃时,先对C纤维进行热处理然后再沉积PyC界面相的MiniC/SiC复合材料,其拉伸性能最好。热处理温度为2 000℃时,先对C纤维沉积PyC界面相然后再进行热处理的Mini C/SiC复合材料,其拉伸性能最好。热处理温度对Mini C/SiC复合材料变形行为有着显著的影响,热处理温度不同时,复合材料表现出了不同的变形行为。     

通过氮化硅基质中SiO2的现场碳热还原反应制备Si3N4-SiC微／纳米复合材料

利用α-Si3N4、无定形碳(炭黑)和Y2O3组成的混合物，通过对Si3N4基质微粒表面上的SiO2进行碳热还原反应，或在原料基质中加入该混合物，制备了SiC／Si3N4微／纳米复合材料。进行特殊的热处理后，CO气体(碳热还原反应产物)从材料中排出，材料残余孔隙度降至2％以下。在SiC和Si3N4界面上，存在包含无定形富氧层的粒间和粒内SiC内含物，它是由单体碳和熔融二氧化硅反应而生成的。反应要消耗晶界相中的二氧化硅。晶界化学性质的改变对本纳米级复合材料的室温性能和高温性能都有影响。     

先驱体转化法制备SiOC多孔木质陶瓷

用杉木木粉浸渍高分子先驱体有机硅树脂,改变烧结温度和保温时间制备 SiOC 多孔木质陶瓷。用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱及热分析对样品的物相及微观结构进行了表征,并用四探针法测试样品的电学性能。结果表明：样品由 SiOC 玻璃相、α-石英和自由碳组成,化学结构主要含有 Si—O,Si—O—R,Si—C,C=C 和 C—H2。α-石英颗粒呈球状分布在样品的孔洞表面。样品在 Ar 中具有较好的热稳定性。但由于 SiOC 玻璃相和自由碳的氧化反应,样品在 O2中的质量损失较大。当烧结温度达 1200 ℃,保温 1h 时,样品具有较低的体积电阻率（0.03 ·cm）。     

Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜的介电与热释电性能的研究

应用溶胶-凝胶工艺在Pt/SiO2/Si(100)衬底上制备了Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜,研究了薄膜的结构与电学性能.实验结果表明Ba0.64*Sr0.36TiO 3薄膜经700 ℃热处理1h,薄膜呈现出钙钛矿结构.当测试频率为200 Hz 时, 薄膜的介电常数和损耗因子分别为592和0.028.在40 ℃时,Ba0.64Sr0.36TiO 3薄膜存在一扩散铁电-顺电相变.在室温(25 ℃)、100 kHz条件下测试薄膜的C-V 特性得到一"蝶形"曲线,表明Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜在室温下处于铁电相, 且当直流偏压从-5 V增至+5 V期间, 薄膜电容由495 pF增至1 108pF.热释电性能测试结果表明室温下Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜的热释电系数为1 860μC/(m2*K), 材料的优值为37.4 μC/(m3*K), 这些结果表明应用溶胶-凝胶工艺制备的Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜完全能满足红外探测器和热成像应用的需要.     

SiO2-C-N2-O2系统合成SiC反应机理的研究

在实验室使用工业原料石英砂和无烟煤，于1350，1450，1550℃合成了β—SiC。通过X射线衍射法并结合热力学理论计算，研究温度在1600℃以下Si02—C—N2—02系统的主要化学反应过程。认为该系统合成SiC的反应机理是：反应过程主要分3个阶段，反应初期以气相反应为主，主要反应式为Si0 2C＝SiC CO；反应中、后期以固相反应为主，主要反应式为SiO 3C=SiC 2CO，其反应中间过程为：Si2N20十02＝SiO2十Si0十N2和3SiO十3C十2N2＝Si3N4十3CO。     

催化剂及煅烧温度对合成SiC纤维的影响

以工业级Si粉(d50=27.25μm)和石墨(≤0.15 mm)为原料,按n(C):n(Si)=1:1配比后,分别外加0.05 mol的硝酸铁(Fe(NO3)3.9H2O)、硝酸钴(Co(NO3)2.6H2O)和硫化铜(CuS.H2O)作为催化剂,以树脂为结合剂压制成试样,在真空碳管炉中于Ar气保护下在1 100~1 500℃分别保温3 h合成了SiC纤维,并用XRD分析烧后试样的相组成,通过SEM观察产物中SiC的晶体形貌。结果表明:SiC的生成量随温度的升高而增加,尤其在1 400~1 500℃时SiC生成量骤增;1 200~1 400℃烧后,以硫化铜为催化剂的试样中SiC晶体的生成量最大,并在1 400℃时生长成长纤维;在1 500℃下,由于有大量Si熔体存在,催化剂对SiC生成量的影响甚微。     

电子辐照对SiC陶瓷微观结构与辐致发光性能的影响

以聚碳硅烷(PCS)为原料,通过聚合物裂解法分别在1 100和1 800℃制备出Si C陶瓷。用1.8 MeV电子源(辐照强度为5 360 Gy/s、总剂量约为20 MGy、辐照温度为200℃)对其进行辐照。对SiC陶瓷辐照前后的结构以及辐照后的辐致发光谱进行分析。结果表明:1 100和1 800℃得到的SiC陶瓷X射线衍射谱中最强峰强度分别下降了48.7%和50.5%,辐照区域晶粒变小,说明SiC陶瓷辐照后晶体结构发生了明显无定形化。1 800℃得到的Si C陶瓷辐照后局部区域出现了C元素富集。聚合物裂解法制备的Si C陶瓷中游离碳含量较高,导致其辐致发光强度低(0.1)。     

九十年代表面精饰技术的进展（Ⅱ）（1990亚太国际表面精饰会议技术总结）

英国Aston大学的Dennis研究了各种要求高耐蚀、高耐磨密封镀层材料的性能，结果发现，在400。C热处理的化学镀镍层、化学镀镍 SiC复合镀层、化学镀镍 SiC(400℃热处理)、Ni—Cr—B合金，碳化钒层、080A40硼化钢、WC Ni W—Cr碳化物层、化学镀镍 TiN(PVD法)和氮化的不锈钢等材质中，化学镀镍 TiN组合镀层具有最好的耐磨性能(4公斤     

热处理聚苯硫醚的红外光谱分析

利用红外光谱技术对不同温度下在密炼机中热处理的聚苯硫醚(PPS)树脂进行分析;研究了热处理前后PPS的结构变化,探讨了PPS的热交联机理。结果表明:与未处理PPS相比,热处理后PPS的苯环的C—CH而内变形振动峰、笨环C—H面外弯曲振动峰、亚砜基伸缩振动峰及C—S面内伸缩振动峰向高位偏移;PPS经热处理后发生了氧化交联,且交联发生在苯环上,氧化发生在硫醚键上。     

热压烧结工艺制备Si/SiC陶瓷的研究

α—SiC粉末为原料,Si为助烧剂,采用适当的热压烧结工艺,在1800℃,25MPa条件下获得了致密的SiC块体陶瓷,其抗弯强度为253MPa。     

由纸制得高温下应用的SiC-Si3N4陶瓷

通过化学气相渗透和反应技术(CVI-R)以纸预件为模板制备SiC-Si3N4生物陶瓷.为得到碳生物模板,首先将主要成分为纤维素纤维的纸在惰性气氛下热解而碳化,然后在过量氢气中用三甲基氯硅烷(MTS)进行渗透,在碳纤维上沉积一层Si/SiC层.最后,在含氮气氛(N2或N2/H2)中对Si/SiC母体陶瓷进行热处理,在1 300～1 450℃温度范围内,通过氮化硅反应成键(RBSN)工艺得到SiC-Si3N4陶瓷.     

生物形态SiC陶瓷的研究

木材经1200℃高温真空碳化生成生物模板(木炭)，然后经气相Si、SiO的反应性渗入或经SiO2溶胶真空，压力浸渍工艺和碳热还原反应过程制成多孔SiC陶瓷。借助SEM、XRD和FT—IR等方法对转变为多孔SiC过程中的显微结构、物相组成和物理化学结构变化进行了表征。试验结果表明：在木炭转变为多孔SiC的高温处理过程中，木炭的显微结构很好地留在了多孔SiC陶瓷中；生成的SiC主要是β—SiC.介绍了木炭转变为SiC陶瓷的过程与机理。     

SO4^2—改性交联蒙脱土固体酸催化合成水杨酸正丁酯

制备了SO4^2—改性硅锆双组分交联蒙脱土固体酸催化剂(SO4^2—／SiZrM)，用于水杨酸(C7H6O3)和正丁醇(C4H10O)的酯化反应，与传统酯化反应催化剂浓硫酸、磷钨酸、硫酸铁铵以及其他单组分交联剂交联的蒙脱土做酯化反应的催化剂相比，SO4^2—／SiZrM有更好的催化活性。考察了带水剂的选择、酸酵量比[n(C7H6O3)：n(C4H10O)]、催化剂用量[w(SO4^2—／SiZrM)]、反应时间(t)、反应温度(θ)对催化合成水杨酸正丁酯(C11H14O3)的影响，并对合成的产物进行了折光率、红外光谱分析。酯化反应的最佳条件为：C4H10O为带水剂、n(C7H6O3)：n(C4H10O)＝1：1．65、催化剂占酸投料质量的百分比为w(SO4^2—／SiZrM)＝6．5％、t＝6h、θ＝120～135℃，水杨酸的转化率可达88．22％，产物中w(C11H14O3)＞99．9％。     

层间组装SiO2-TiO2粘土材料的制备与表征

以(C2H5O)4Si和Ti(OC4H9)4为硅源和钛源,采用溶胶-凝胶法制备SiO2-TiO2柱化剂,将原土直接加入柱化剂进行柱化反应得到SiO2-TiO2柱撑蒙脱土,对其进行结构和性能表征,考察了柱化剂中Si/Ti比、柱化剂/原土比、柱化反应条件(反应温度和超声处理)及热处理温度对其结构和性能的影响. 结果表明,SiO2-TiO2柱体成功进入蒙脱土层间,在除去未参与柱化反应的柱化剂的条件下,比表面积可达127.2 m2/g,热稳定性提高了70℃,柱化剂中Si含量增加有利于热稳定性的提高,500℃以下焙烧的SiO2-TiO2柱体中Ti以钛氧四面体和八面体形式存在,600℃焙烧可形成锐钛矿晶型.