基于液态聚碳硅烷的聚铝碳硅烷的合成与表征

采用液态聚碳硅烷与乙酰丙酮铝在常压下反应合成了具有不同铝含量的聚铝碳硅烷(PACS),由于不需要循环回流过程,因此该方法简单方便,安全性高.在与合成聚铝碳硅烷相同的条件下,对单纯的液态聚碳硅烷原料进行保温处理,所得产物的分析表征结果显示,该原料在反应条件下基本保持稳定,不会自聚或者裂解.不同铝含量的聚铝碳硅烷的元素分析结果表明,随着乙酰丙酮铝加入量的增加,聚铝碳硅烷中的铝含量增加,同时氧含量增加,氢含量减少,且乙酰丙酮铝中的铝元素几乎全部引入到液态聚碳硅烷中.GPC分析结果显示,随着铝含量的增大,PACS的数均分子量增大,分子量分布变宽.红外光谱和核磁共振波谱分析结果表明,液态聚碳硅烷与乙酰丙酮铝的反应主要以消耗Si—H键的方式进行,铝元素以AlO4,AlO5和AlO63种配位形式存在,同时形成Si—O—Al交联键,使得聚铝碳硅烷的分子量增大,分子量分布变宽.

液态聚碳硅烷制备含铝碳化硅陶瓷前驱体——聚铝碳硅烷

通过液态聚碳硅烷与乙酰丙酮铝反应,合成了一系列的聚铝碳硅烷,考察了原料配比和反应温度的影响。结果显示:改变合成温度或乙酰丙酮铝的加入量,聚铝碳硅烷呈现从液态到固态的转变。增加乙酰丙酮铝的配比或提高合成温度,可增加聚铝碳硅烷中铝的质量分数,在360℃合成的产物中铝的质量分数接近理论值;增加铝的质量分数或提高合成温度,可增大聚铝碳硅烷的分子量及其多分散系数。360℃以下聚铝碳硅烷的数均分子量随着铝的质量分数的增加呈线性增加。红外光谱及核磁共振分析结果均显示,铝元素的引入伴随着Si—H键的消耗,通过AlOx(x=4,5,6)基团使液态聚碳硅烷分子部分交联长大,高铝含量的样品具有较高的交联程度。

先驱体转化法制备硅硼碳氮陶瓷的结构与性能

先驱体转化法制备的硅硼碳氮(Si BCN)陶瓷,具有优异的高温结构稳定性、抗氧化性、抗蠕变性及特殊的电学性能,可制备成陶瓷纤维、复合材料、多孔陶瓷、涂层及微器件等,成为航空航天、能源、微电子等产业的备选材料。近年来,研究者们致力于发展先驱体的新型合成方法,开展陶瓷微结构及高温性能的表征研究,并探索将Si BCN陶瓷的特殊性质应用于高温传感器、碳纳米管或碳纳米纤维的抗氧化涂层、碳化硅陶瓷的烧结助剂等领域。本文将对先驱体法制备Si BCN陶瓷的工艺(包括先驱体的合成、热裂解及加工成型)、Si BCN陶瓷微结构和性质,以及其高温性能等最新研究进展进行详细的综述,在此基础上总结该领域目前存在的主要问题,并提出未来的发展方向。

不同温度下聚铝碳硅烷的合成与表征

为了研究合成温度对聚铝碳硅烷(PACS)结构的影响,采用具有Si—C骨架结构的低分子量液态聚碳硅烷(LPCS)与乙酰丙酮铝[Al(AcAc)3]为原料,在300,360和420℃下分别合成了固态PACS,并对合成的PACS样品进行元素组成及结构表征.表征结果显示,合成温度明显影响样品的Al,O含量及Si—H键数量.合成温度升高,Al含量与O含量增大,但PACS中的Si—H键数量急剧减少,在360℃下合成的样品具有理论Al含量,而在300和420℃下合成的样品的Al含量分别小于和大于理论Al含量.27AlMASNMR结果显示,Al与O形成AlO4,AlO5和AlO6三种配位形式.反应过程中消耗Si—H键形成Si—O—Al交联结构是PACS数均分子量及多分散系数增加的主要原因.