从SiBONC陶瓷粉体中生长β-SiC纳米线

通过有机聚合物先驱体法使用四氯化硅(SiCl4)、苯甲醛(PhCHO)、烷基胺(RNH2)、三氯化硼(BCl3)为原料,通过有机-无机裂解转化制备了SiBONC陶瓷的纳米粉体.在对SiBONC陶瓷粉末坯体进行高温气压处理时,发现在坯体表面生长出大量β-SiC纳米线.通过XRD、FT-IR、SEM、TEM等分析测试手段分析了该纳米线的微观结构和物相组成,并初步推断了其生长机制.结果表明:该纳米线为结晶良好的β-SiC,其主要组成元素为Si、C及少量的O;其直径在20～200 nm之间,其平均长度在1 mm左右.     

先驱体法制备非晶态SiBONC纳米陶瓷粉体

利用四氯化硅(SiCl4),苯甲醛(PhCHO),三氯化硼(BCl3),苯胺(PhNH2)为主要原料,通过有机先驱体转化法制备了SiBONC纳米陶瓷粉体。通过FT-IR、XRD、EDX、TG-DTA、TEM等分析测试手段分析了陶瓷粉体的微观结构和物相组成。先驱体在1000℃裂解得到的陶瓷粉体的平均粒径为80nm,该粉体呈非晶态结构特征,主要由Si、B、O、N、C五种元素组成,包括Si-N、Si-O-Si、B-N、Si-C基团。该陶瓷粉体高温性能优越,1300℃热处理没有质量损失。     

聚合物先驱体组分对SiC/SiBCN复合材料性能的影响

以SiC纤维为增强相,SiBCN复相陶瓷先驱体为浸渍剂,采用聚合物先驱体浸渍裂解工艺制备了SiC/SiBCN复合材料。采用SEM和力学性能测试对SiC/SiBCN复合材料氧化前后组分、形貌及力学行为进行了分析。试验表明,随着SiBCN复相陶瓷先驱体中聚硼氮烷(PBN)含量的增加,先驱体陶瓷产率先增加后降低,SiC/SiBCN复合材料1000℃/20 h氧化后的弯曲强度保留率亦先增加后降低。这主要归因于SiBCN复相陶瓷先驱体中PBN含量的增加有利于先驱体分子交联程度增加,更容易形成稳定的三维网络结构。此外,材料孔隙率以及SiBCN复相陶瓷的氧化行为也成为影响SiC/SiBCN复合材料氧化稳定性的重要因素。     

先驱体转化法制备SiBNC陶瓷

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直接在氮气气氛中高温热解可得SiBNC陶瓷.通过元素分析、XPS、NMR、FTIR和XRD等对所得先驱体及相应陶瓷的组成、结构和高温结晶性能进行了表征.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,而C则以Si-CH3形式存在;该先驱体在1000℃下的陶瓷产率为63%,所得SiBNC陶瓷主要由Si3N4、BN、SiC等相组成,具有很好的热稳定性能,在1700℃时能够保持非晶态,在1850℃时部分结晶,且其在1500～1850℃间失重仅为3.8%左右.     

液相先驱体转化法制备HfC及其表征

以氯氧化铪、丙醇和乙酰丙酮为原料合成了碳化铪有机先驱体溶液,采用液相先驱体转化法在1500℃制备了HfC粉末.用XRD与SEM和FTIR分别对粉末和先驱体溶液进行表征和研究.结果表明:经1500℃热处理后获得了面心立方的HfC粉末;粉末颗粒成球形,在几十到几百纳米之间,且碳化铪颗粒有长大趋势;探讨了制备先驱体的形成机制,随着溶液的水解程度增大,最终碳化铪有机先驱体溶液成网状或链状结构.     

以PVB为造孔剂采用硅树脂制备泡沫陶瓷

采用硅树脂为先驱体,利用先驱体转化法与添加造孔剂法相结合制备SiOC泡沫陶瓷.通过对造孔剂聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和硅树脂的热分析制定温度曲线,研究了裂解温度、造孔剂含量对泡沫陶瓷抗压强度及孔隙率的影响,采用XRD、SEM及EDS对SiOC泡沫陶瓷进行了物相、微观结构和成分分析.结果表明,在1000～1400 ℃温度范围内,随着温度的升高,泡沫陶瓷的抗压强度先升高后降低,而孔隙率逐渐降低;造孔剂含量对泡沫陶瓷的性能也有明显的影响,随着造孔剂含量的增加,试样的抗压强度逐渐减小,而孔隙率逐渐增大.当裂解温度为1250 ℃,PVB的含量为50%(质量分数,下同)时,所制得的泡沫陶瓷的抗压强度为52.3 MPa,孔隙率为72%.XRD研究表明,随着温度的逐步升高,硅树脂的裂解产物发生了由非晶态向晶态的转变.微观结构分析显示,SiOC泡沫陶瓷呈三维网状结构,微孔分布较均匀.     

美国开发出一种可预防高温腐蚀的陶瓷涂层

美国太平洋西北国家实验室（PNNL）开发出一种低成本陶瓷涂层可防止钢铁或超合金在化工或发电时的高温腐蚀（700～1000℃），这项技术是与华盛顿大学、中央弗罗里达大学、航空制品与化学公司、太阳能涡轮机、SRI和星火系统公司共同完成的。这种涂覆技术是将一种陶瓷先驱剂高分子液体化合物与铝片状粉末混合生成浆料。     

YBCO超导体先驱粉的制备新工艺研究

研究了一种高温超导氧化物YBCO先驱粉末BaCuO2(011粉末)的制备新工艺,在烧结过程中把烧结和研磨工艺结合应用,对不同烧结时间的粉末进行了XRD和DTA分析及SEM观测。结果表明,这种新的粉末烧结工艺制备BaCuO2先驱粉只需18h就可以保证BaCO3分解得比较完全,制得的(011)粉末粒度更细,熔点有所降低。因此这种新的BaCuO2先驱粉制备工艺在制备YBCO超导体工艺中具有实用价值。     

钛粉在聚硅氮烷裂解制备陶瓷材料中的应用

采用IR、TG、XRD等手段研究分析钛粉作为活性填料在聚硅氮烷裂解制备陶瓷材料中的应用。实验表明：钛粉可以有效改善先驱体的陶瓷产率,本实验中纯PSN-1先驱体在经1300 ℃裂解陶瓷产率仅为37.3%,通过加入质量比3/10（Ti/PSN-1）的钛粉,经1300 ℃裂解陶瓷产率为78.7%,提高了约40%;经红外光谱分析表明,通过向先驱体中加入Ti粉可以加速有机先驱体向无机陶瓷转化的速度;经X衍射分析表明,Ti粉作为活性填料能与先驱体裂解挥发份及保护气氛发生反应,生成TiC、TiN等新的物相,有利于提高陶瓷产率。     

YBCO超导体先驱粉的制备新工艺研究

研究了一种高温超导氧化物YBCO先驱粉末BaCuO2（011粉末）的制备新工艺，在烧结过程中把烧结和研磨工艺结合应用，对不同烧结时间的粉末进行了XRD和DTA分析及SEM观测。结果表明，这种新的粉末烧结工艺制备BaCuO2先驱粉只需18h就可以保证BaCO3分解得比较完全，制得的（011）粉末粒度更细，熔点有所降低。因此这种新的BaCuO2先驱粉制备工艺在制备YBCO超导体工艺中具有实用价值。