气氛对γ射线辐照聚碳硅烷陶瓷先驱丝的化学结构和热解特性的影响

EFFECT OF IRRADIATION ATMOSPHERE ON CHEMICAL STRUCTURE AND PYROLYSIS PROPERTIES OF POLYCARBOSILANE CERAMICS PRECURSOR FIBERS CURED BY γ RAY

将 聚碳 硅烷 先驱 丝分 别在 Ｎ２ 、 Ｈｅ 、 Ｎ Ｈ３ 和限 量空 气条 件下 封装 于石 英管 中， 用 γ射线辐照至特 定剂量 后，在高 温条件 下 热解 转化 为 Ｓｉ Ｃ 陶 瓷纤 维。 结果 表 明： 除在 大 气条 件 下 因 Ｓｉ Ｈ的氧化 ，在波数 为３４００ｃ ｍ － １ 处 产生强 吸收峰以 外，其它 气氛 中辐 照产 物的 红外 吸收 光谱 并无 明显差异。用 热重—红 外光谱（ Ｔ Ｇ Ａ Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ） 联 用技 术 和气 相 色 谱法 检 测到 热 解 过程 中 有 Ｃ Ｈ４ 和 大量的 Ｈ２ 析 出。当吸 收剂量 达到１３８ Ｍ Ｇｙ 时，辐照产 物已具 有良好的 不熔化 特性，在 Ｎ２ 气 流中 升温至１２００ ℃热解 烧成后得 到有金 属光泽 的黑 色 Ｓｉ Ｃ 纤 维， 其氧 含 量（１１ ｗｔ ％ ） 远 低 于现 有 的热 氧化不熔化 法产物（ ～１５ ｗｔ ％ ） 。用 扫描电镜 观察发 现该纤维 具有光洁 完整的 致密形貌 结构。

Polycarbosilane (PCS) ceramics precursor fibers were sealed in quartz tubes filled with N 2, He, NH 3 and air, irradiated to 1～15MGy by γ ray, then converted to SiC ceramics fibers at 1200  C Results showed that these filling gases have no significant effect on the FTIR spectra of the irradiated PCS fibers But serious oxidation of Si H group was observed in the samples which were irradiated in open air By using TGA FTIR coupled analyzing technique and gas chromatography, CH 4 and a lot of H 2 were detected in the evolved pyrolysis gaseous product When absorbed dose reached to 13 8MGy the irradiated PCS fibers become infusible fibers, and metal like black SiC fibers were obtained by heating the irradiated fibers to 1200  C in N 2 gas The oxygen content (1 1wt%) is much lower than conventional SiC fibers by oxidation curing method No defects were observed in the SEM photos of these SiC fibers