硅硼碳氮陶瓷前驱体聚硼硅氮烷的合成与表征

以三氯化硼(BCl3)、三氯硅烷(HSiCl3)和六甲基二硅氮烷(Me6Si2NH)为原料,通过聚合物前驱体转化陶瓷(polymer-derived ceramics,PDCs)法成功合成了硅硼碳氮(SiBNC)陶瓷前驱体--聚硼硅氮烷(PBSZ)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振、X射线光电子能谱、热重分析和差示扫描量热对PBSZ的结构和热性能进行分析。结果表明,PBSZ结构中存在硅氮硼(Si—N—B)网络和六元硼氮(B—N)环。在氮气中,800℃时PBSZ的陶瓷产率为53.9%。

SiAlCN型PDC陶瓷的研究进展

综述了SiAlCN型PDC(Polymer Derived Ceramics)陶瓷的制备、性能和应用。SiAlCN陶瓷有四类制备方法:粉末混合型:聚硅氮烷陶瓷前驱体与氧化铝粉末直接混合;粉末溶解型:含铝化合物粉末溶解于聚硅氮烷前驱体溶液中;单源前驱体型:铝原子通过适当的含铝化合物接枝在聚硅氮烷主链上,生成一种单源陶瓷前驱体聚铝硅氮烷;聚合物混合型:两种聚合物即聚硅氮烷与含铝聚合物共混;然后交联裂解制备陶瓷。与无Al的Si/C和Si/C/N体系相比,SiAlCN陶瓷具有优异的抗蠕变性、更好的抗氧化性和耐腐蚀性以及更好的导热性。因此,聚合物衍生的硅铝碳氮化物(SiAlCN)陶瓷是在高温和恶劣环境中应用很有潜力的材料。

聚合物衍生陶瓷SiCN-M涂层在极端环境下对金属表面的防护

介绍了极端环境下金属保护涂层的种类,其中聚合物衍生陶瓷(PDC)涂层具有成本低、工艺简单、易于在复杂形状和大部件上涂覆、与基材结合牢固的优势。综述了SiCN涂层和SiCN-M(M=B、Al、Ti)涂层的特点和优势。SiCN涂层具有非晶耐高温抗氧化的特点,兼具高硬度和高弹性;SiCN-B涂层具有特殊的高温稳定性,并能保持到2000℃;SiCN-Al涂层具有高温抗氧化抗水热腐蚀能力,比SiCN涂层还要高出两个数量级;SiCN-Ti涂层具有高硬度高弹性,硬度可达20~30 GPa,弹性模量可达170~200 GPa。SiCN-M涂层可用于金属在极端环境下的防腐、耐磨抗冲击、抗氧化。