聚硼氮烷先驱体制备氮化硼陶瓷纤维的研究

以ＢＣｌ３和ＨＮ（ＳｉＭｅ３）２为原料，合成了具有可纺性的聚硼氮烷先驱体，并以此先驱体为原料在单孔纺丝装置上熔融纺制成先驱体丝，将先驱体丝在ＢＣｌ３，ＮＨ３气氛下进行不熔化处理，使得聚硼氮烷由线型结构向平面网状和体型转变，最后在Ｎ气气氛下热处理至１６００℃，获得了ｈ－ＢＮ陶瓷纤维。     

氮化硼纤维先驱体的合成及其热解研究

以ＢＣｌ３和ＨＮ（ＳｉＭｅ３）２为原料通过Ｌｅｗｉｓ酸碱反应和加热缩合,合成了具有可纺性能的ＢＮ陶瓷纤维先驱体,对合成产物熔融拉丝得到了先驱体纤维,探讨了合成了反应机理,并以ＩＲ,ＤＴＡ－ＴＧ－ＧＣ,Ｘ－ｒａｙ衍射等对合成产物及其在不同温度下的热裂解产物进行了表征。     

氮化硼先驱体的合成研究

收ＮＨ４Ｃｌ与ＢＣｌ３反应合成ＴＣＢ，然后与（Ｍｅ３Ｓｉ２）２ＮＨ和ＢＣｌ３在低温下反应获得具有硼氮六元环结构的ＢＮ陶瓷先驱体聚硼氮烷，并用ＩＲ，ＭＳ，ＤＴＡ，ＴＧ等对聚硼氮烷的结构及热稳定性进行了分析表征。结果表明，降低反应温度可提高聚硼氮烷的习率，决定产物溶解性能的主要因素是反应物料的配料比，反应所溶剂对聚硼氮烷的陶瓷产率影响最大。在１００℃下陶瓷产率可达３５－４５％。     

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%.     

水解对聚烷胺基环硼氮烷及其热解产物的影响

研究了一种新型氮化硼先驱体——聚烷胺基环硼氮烷（PPAB）在空气中的水解过程,利用FT-IR、TGA、XRD和EDX考察了水解对PPAB及其在氩气中裂解产物结构和组成的影响。结果表明PPAB在空气中极易水解,其分子结构中的B—N键易水解形成B—O键,水解程度随放置时间及温度的增加而加快。水解前后的PPAB在1000℃时的陶瓷产率分别为45.9%和56.4%。水解后的先驱体在Ar中的裂解产物中含有较多B2O3,而未水解的PPAB裂解产物中B、N原子比接近化学计量比,不含B2O3。     

聚硼硅氮烷的合成及其热解产物的组成及结构

以甲基氢二氯硅烷、三氯化硼、六甲基二硅氮烷为起始原料, 采用共缩合原理合成了聚硼硅氮烷(PBSZ)先驱体, 将PBSZ分别在N₂和NH₃/N₂气氛中高温热解得到SiBNC陶瓷. 利用元素分析、XPS、NMR、FT-IR、XRD等分析手段对PBSZ及其陶瓷产物的组成、结构和热稳定性进行了表征. 结果表明, 先驱体的结构骨架为-Si-N-B-, 其中B、N以硼氮六环的形式存在, C以Si-CH₃形式存在. 1000℃时两种气氛中陶瓷产率分别为63wt%和61wt%, 1500～1850℃之间失重分别为3.8wt%和10.0wt%. 所得陶瓷的主要相组成均为Si₃N₄、BN和SiC, 并且均能在1700℃以上保持非晶, 在1850℃时部分结晶. N₂中热解产物比NH₃/N₂中热解产物有更好的稳定性, 更不易结晶.     

含活性基团硅氮烷先驱体的裂解

用ＴＧ－ＧＣ，ＩＲ，元素分析，ＸＲＤ研究ＭｅＳｉＨＣｌ２与ＭｅＳｉＶｉ（Ｖｉ：－ＣＨ＝ＣＨ２）Ｃｌ２共氨解产物的裂解过程。     

先驱体法合成氮化硼研究进展

综述了无氧有机先驱体法合成氮化硼的研究进展 ,系统介绍了由硼烷、硼吖嗪、卤化硼合成氮化硼的工艺条件 ,及由这些化合物制备聚合物先驱体的合成途径及其陶瓷转化 ,概述了先驱体法待研究的问题 .     

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。     

先驱体法制备氮化硼陶瓷材料的研究进展

氮化硼陶瓷是一种性能优异并有很大发展潜力的新型陶瓷材料,但是传统的高温合成法无法制备高质量的BN纤维、薄膜、泡沫、涂层或复杂形状的复合材料,只能通过先驱体法实现。简单介绍了先驱体陶瓷技术,重点综述了先驱体法制备氮化硼陶瓷纤维和氮化硼陶瓷复合材料的研究进展,并对先驱体法制备氮化硼陶瓷的发展趋势做了展望。     

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。     

SiC陶瓷纤维高聚物先驱体的研究进展

先驱体转换法是迄今为止高性能SiC陶瓷纤维最为成功的一种工业化方法，而高聚物先驱体的结构与性能则是该法的关键。本文主要综述了国内外SiC陶瓷纤维高聚物先驱体分子设计方面的研究动态及最近的发展趋势。     

先驱体紫外光固化法制备隔热涂层

以聚硅氮烷先驱体为原料,采用紫外光固化法在Cf/SiC复合材料基体上制备隔热涂层,通过配方的研究和工艺的优化,得到了粘结性良好的多孔隔热涂层.结果表明聚硅氮烷紫外光固化涂层与Cf/SiC复合材料基体相容性良好.二氧化硅填料可降低先驱体转化的体积收缩,提高涂层高温性能.     

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。     

三氯环硼氮烷改性聚碳硅烷的合成及陶瓷转化

为研究三氯环硼氮烷(TCB)对聚碳硅烷(PCS)性能及陶瓷转化的影响,将一定量的TCB加入PCS中制备TCB改性PCS聚合物,分析了TCB与PCS的反应性及TCB用量对改性PCS结构、陶瓷收率、可加工性和SiC产物微结构的影响,并采用红外光谱、热重、X射线衍射等测试技术对相应产物进行表征.结果表明,PCS中的Si-H键可部分地与TCB中的-Cl反应生成HCl;随着TCB质量分数的增加,PCS中Si—H键相对于Si-CH3的浓度比呈下降趋势.TCB的加入可显著提高PCS的陶瓷收率,TCB质量分数大于8%时,陶瓷收率质量分数约增加10%.TCB质量分数为5%～8%时,可在提高PCS收率的同时使其保持较好的可加工性能,TCB质量分数大于8%时,可加工性能变差.B、N的引入对SiC的微结构有影响:在氩气保护下,经1000℃热处理时,TCB的加入促进SiC晶粒的生长;经1400℃热处理时,TCB的加入抑制SiC晶粒的长大.     

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。     

新型硅氮烷先驱体的合成和表征

采用ＭｅＳｉＨＣｌ２和ＭｅＳｉＶｉＣｌ２共氨解方法制备出了流动性好的含Ｓｉ－Ｈ和Ｓｉ－Ｖｉ的低分子硅氮烷。结果表明，Ｈ２ＨｔＣｌ６（脱水）和ＤＣＰ是合适的硅氢化交联催化剂和双键交联的引发剂，交联产物在程序控温的管式炉中裂解，得到了高的陶瓷产率。     

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。     

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。     

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。