前驱体聚合物转化法制备SiBN(C)陶瓷纤维研究进展

SiC,Si3N4,BN等二元体系陶瓷纤维因具有优良高温机械性能、介电性能、高温稳定性能所以被广泛地应用,而相比较而言多元体系SiBN(C)陶瓷纤维正处于研究的初步阶段,但是因其综合了上述二元体系的各种优点,如高温热稳定性、高温耐腐蚀、抗氧化等性能所以已成为当前航空航天领域的研究热点,尤其是含碳量很低的SiBN陶瓷纤维具有很好的透波性能,在导弹天线罩上有重要的应用。其中前驱体聚合物转化法是SiBN(C)陶瓷纤维的主要制备方法,该方法的优点在于可通过前驱体聚合物的分子结构设计,得到含有目标元素的分子前驱体,并在聚合过程中调控其流变性能,从而获得具有可纺性的前驱体聚合物。主要概述了近年来国际和国内采用前驱体聚合物转化法制备SiBN(C)陶瓷纤维的几种方法,它们分别是含硼分子改性聚硅氮烷法,单体改性硼基前驱体法和小分子单体合成法。其中小分子单体合成法又分为多步法和一步合成法。用图表分析比较了各种方法的合成路线,SiBN(C)陶瓷纤维制品性能,以及存在的问题,并且提出了进一步研发的方向和建议。

SiBN(C)透波陶瓷纤维研究进展

SiBN(C)透波陶瓷纤维是耐高温透波复合材料与天线罩制备的关键增强材料,是一种具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、透波等性能的结构功能一体化材料。SiBN连续纤维结合了Si3N4纤维和BN纤维的优点,是一种理想的透波陶瓷纤维材料。主要综述了SiBN(C)透波陶瓷纤维的研究进展,并对未来发展情况进行了展望。

高性能SiBN(C)陶瓷纤维的热稳定性能及透波性能

SiBN（C）陶瓷纤维因其优异的性能（高温稳定性、高温抗蠕变和高温抗氧化性能等）被认为是高温高性能陶瓷基复合材料的理想增强体。研究了SiBN（C）陶瓷纤维的热稳定性能及微观结构,探索了SiBN（C）陶瓷纤维在1 100-1 500℃的抗氧化过程,并研究了C含量对SiBN（C）陶瓷纤维介电性能的影响。结果表明：SiBN（C）陶瓷纤维在高温热处理至1 600℃的N2气氛下仍然呈现无定形结构;HT-TGA结果表明该SiBN（C）陶瓷纤维具有良好的高温热稳定性,该陶瓷纤维的热失重率（1 450℃,N2气氛）仅为1.5wt%;同时SiBN（C）纤维也表现出优良的高温抗氧化性能,SiBN（C）陶瓷纤维在1 400℃,空气中处理5h后,纤维致密且无裂纹,XRD分析表明SiBN（C）陶瓷仍然呈现无定形结构,1 500℃处理5h后,SiBN（C）陶瓷纤维开始出现皮芯结构,并且出现微晶现象;XRD、SEM和EDX等测试手段表明氧化后样品的表面主要以SiO2微晶形式存在;介电性能研究表明当C含量低至0.1wt%时,SiBN（C）陶瓷纤维的介电常数为2.1,介电损耗为0.001 7（频率为10GHz）。性能评价说明该SiBN（C）陶瓷纤维可满足高温透波材料对增强体的要求。

共聚硅氮硼烷前驱体纤维的不熔化处理研究

对SiBN(C)陶瓷纤维前驱体纤维共聚硅氮硼烷(Co-PBSZ)纤维进行了不熔化处理的研究,选取310℃下,在氨气气氛中恒温不同时间,得到不同不熔化程度的纤维。采用索氏萃取法、FTIR、EA、单丝强力测试和SEM对其进行表征。结果表明:经过不熔化处理,Co-PBSZ纤维的结构发生了明显的变化,随着不熔化时间的延长,不熔化程度增大,纤维的断裂强度增大,不熔化纤维仍然保持纤维的形状且结构致密。