烷氧基含硅材料在风化砂岩中的渗透加固模拟研究

采用自制烷氧基含硅材料作为保护材料,对模拟砂岩质岩土文物的圆柱状重塑试样进行了毛细渗透加固,借鉴文物保护行业标准《砂岩质文物防风化材料保护效果评估方法》测试了保护材料的渗透高度、试样表面色泽变化、表面回弹硬度,并观察了试样在水中浸泡时的崩解现象,评价了可溶盐对试样的劣化作用。结果表明,在重塑试样中渗透5 min后,保护材料的最大渗透高度为12 mm,干燥后试样表面色泽基本无变化,固化2周后试样的表面回弹硬度提高10%,试样可有效抵抗水的软化和可溶盐的劣化。当渗透时间达到7 h时,保护材料的渗透高度大于20 mm,但试样表面颜色明显加深。

硅基陶瓷前驱体用于耐高温连接材料研究进展

硅基陶瓷前驱体聚合物具有与一般高分子聚合物相似的加工工艺特性,并可在高温下转化为陶瓷材料,在航空航天等领域有着广泛的应用。与传统的机械连接、焊接等连接技术相比,硅基陶瓷前驱体应用于耐高温连接材料具有工艺简单、应力分布均匀、连接温度低等优势。陶瓷前驱体用于连接材料可分为两种情况:经固化及高温热解处理后再使用的连接材料称为耐高温连接剂;固化后不经热解而直接使用的连接材料称为耐高温胶粘剂。本文对包括聚碳硅烷、聚硅氮烷和聚硅氧烷在内的硅基陶瓷前驱体用作耐高温连接剂和耐高温胶粘剂的研究进展分别进行了概括总结,并对其优缺点进行了分析,最后指出了硅基陶瓷前驱体用于耐高温连接材料研究仍存在的问题和今后的发展方向。

硅基陶瓷前驱体快速裂解转化研究进展

聚合物前驱体裂解转化法是制备陶瓷材料的重要方法之一,裂解是该工艺中不可或缺的步骤。传统的陶瓷前驱体热裂解方法存在升降温速率慢、工艺时间长、能耗高等问题。激光裂解、微波裂解、放电等离子烧结等新技术因具有升降温速率快、能量消耗低等优势,近年来受到材料领域研究者的关注。本文总结了快速裂解方法用于硅基前驱体转化陶瓷方面的研究进展,阐述了裂解新技术在高性能陶瓷材料制备中的技术优势。

高温相变储能微胶囊研究进展

相变材料的微胶囊化能解决相变材料在相变过程中的熔融渗出问题,提高相变材料的环境适应性、拓展其应用.本文主要对300℃以上的高温相变微胶囊材料的制备及其应用进行阐述,主要论述了相变材料的分类,微胶囊的合成方法,以及高温微胶囊的研究现状.且通过研究表明,具有高熔点、高焓值的氟化物微胶囊是一种非常有应用前景的相变材料.

3D打印用硅基陶瓷前驱体研究进展

聚合物前驱体转化法可使用聚合物的成型加工工艺实现陶瓷材料的加工制备,在高性能陶瓷和复合材料制备方面显示出独特的优势。3D打印技术在陶瓷前驱体成型中的应用为制备复杂结构陶瓷制件提供了全新的可能。本文从3D打印硅基陶瓷前驱体树脂体系、打印技术及其应用等方面,系统总结了近年来3D打印制备SiCO、SiCN、SiC及含B、Zr等元素硅基陶瓷材料前驱体的研究进展,并进一步指出了3D打印陶瓷前驱体面临的挑战与研究方向。

封接性聚酰亚胺研究进展

封接性聚酰亚胺是一类可以与自身或其他介质黏结,以形成大规模形态或复合结构的材料。聚酰亚胺通过封接发挥结构支撑、防护和功能特性赋予等作用。综述了聚酰亚胺封接性的实现方法、本征热封性聚酰亚胺,介绍了封接性聚酰亚胺在空间和电子等领域的应用,并对封接性聚酰亚胺未来的重点发展方向做了展望。聚酰亚胺封接性的实现方法包括表面辐照改性、表面化学改性、表面助黏剂涂覆等表面处理方法,以及利用聚酰亚胺前驱体。本征热封性聚酰亚胺是一种可直接通过热压过程实现封接的材料,综述了其分子结构设计思路及主要商业化产品。

液态SiC陶瓷前驱体分子结构与固化热解行为

液态超支化聚碳硅烷具有低黏度和高陶瓷产率等优良特性,作为SiC陶瓷前驱体应用潜力巨大,但目前关于其分子结构与性能关系的研究尚不充分。对2类共5种具有不同分子结构和热解产物碳硅比的液态超支化聚碳硅烷的固化、热解特性以及其陶瓷产物的结晶行为进行了研究。结果表明,聚碳硅烷分子结构中侧甲基、乙烯基以及烯丙基的含量共同影响了其固化和热解行为,适量乙烯基/烯丙基可显著提高陶瓷产率和降低固化温度,而甲基含量的增加会导致固化温度升高和热解过程中甲烷释放量增多,使陶瓷产率降低。同时,前驱体的分子结构决定其热解产物的碳硅比,进而影响其结晶行为和抗氧化能力。5种单源前驱体的热解陶瓷产率为75%~89%,所得陶瓷产物(1.15~1.70)均具有良好的高温抗氧化性。

胺源对“一锅法”合成聚硼硅氮烷结构及性能的影响

以六甲基二硅氮烷(MMN)、四甲基二乙烯基二硅氮烷(MMNVi)和四甲基二硅氮烷(MMNH) 3种不同结构的二硅氮烷为胺源,通过与氯硅烷和三氯化硼反应,制备出具有不同封端结构的聚硼硅氮烷.其中,以MMN、MMNVi为胺源可获得液态产物;以MMNH为胺源时,因合成过程中发生活性基团间的过度交联导致产物凝胶.采用核磁共振波谱仪、红外光谱仪对液态前驱体聚合物及其热解产物的结构进行了表征.研究结果表明:通过“一锅法”制备的液态聚硼硅氮烷主链具有较多的支化和环状结构,随着封端结构中乙烯基含量的增加,所得前驱体的固化温度降低,固化反应活化能降低.与以MMN为胺源和封端剂合成的聚硼硅氮烷相比,以MMNVi为胺源所得前驱体固化前后陶瓷产率分别提高了14.9%及8.1%.并且,通过改变胺源的种类和比例可以调节热解产物的元素组成,合成的液态前驱体聚合物热解所得SiBCN陶瓷结晶温度高于1700℃.

全氢聚硅氮烷-氧化硅的转化过程研究

利用全氢聚硅氮烷(PHPS)转化制备的氧化硅材料在存储芯片、柔性显示封装等领域展现出较高的应用价值.本工作系统研究了PHPS在高温加热条件下的氧化硅形成过程,考察了转化过程中化学组成和微观结构对体积收缩、折射率和力学性能的影响.研究结果表明:转化温度低于180℃时,PHPS的转化以Si—H和Si—N的水解缩合反应为主,转化程度较低,形成的是氧化硅为分散相、PHPS为连续相的海岛结构;转化温度在180~300℃区间内,转化以氧化反应为主,氧化硅相逐渐生长,形成双连续的相结构,且在温度高于200℃时发生相反转,氧化硅相成为连续相.转化温度在300~600℃区间时,氧化硅网络骨架基本形成,在高温的作用下进一步致密化.PHPS转化样品的体积收缩、折光指数和力学性能与其转化程度和相分布有关.

硅基聚合物前驱体转化陶瓷微观结构研究进展

聚合物前驱体转化法使得陶瓷材料的制备实现了可分子设计和可聚合物工艺加工,在陶瓷基复合材料、陶瓷纤维、功能涂层、特种胶粘剂等方面具有重要应用价值。不同于传统粉末烧结工艺,该方法涉及有机聚合物至无机陶瓷的转化过程,因此,聚合物前驱体的分子结构以及陶瓷化工艺对所制备陶瓷材料的微观结构和功能特性具有直接影响。本文综述了基于聚合物前驱体转化法的SiC、SiCN、SiOC和SiBCN等硅基陶瓷材料的微观结构研究进展,重点围绕硅基聚合物前驱体结构、陶瓷化工艺与所制备陶瓷材料微观结构之间的关系对已开展工作进行了总结,最后指出了聚合物前驱体转化陶瓷材料微观结构研究仍存在的问题和今后的发展方向。

胆甾相液晶微胶囊制备与表征

为了实现液晶的分散和保护,开展了胆甾相液晶的包覆研究。通过扫描电镜和激光粒度仪等分析手段探究了液晶微胶囊的形貌及粒径分布范围,利用傅里叶变换红外光谱确认了液晶微胶囊的组成,通过偏光显微镜研究液晶微胶囊在加热前后的光学特性。当原料投入比为5∶4、剪切速率为7000r/min、剪切时间为10min、乳化剂HSMA用量为5mL时,所制备胆甾相液晶微胶囊具有单分散性好、显色性优、耐高温能力强等优点,可以制成热致变色液晶膜。

二元氧化物绝缘层的溶液法制备及在阻变存储器中的应用

阻变存储器(RRAM)凭借可高度集成、可同时存储和运算、运行速率快、功耗低等特性,成为最具潜力的存储技术之一。因电学性能优良且与互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容性好,二元氧化物材料在RRAM的发展中具有重要意义。与传统绝缘层沉积工艺不同,溶液法制备绝缘层是先将前驱体溶液制成薄膜,再将薄膜通过不同的工艺转化为绝缘层。因此前驱体溶液种类以及转化工艺均对所制备的绝缘层的微观结构、化学组成和电学性能具有直接的影响。本文首先简要介绍了RRAM的发展历程及作用机制;其次综述了溶液法制备氧化物材料在忆阻器中的应用,重点围绕前驱体溶液组成、转化机理与所制备氧化物绝缘层结构性能关系对已报道的结果进行分析,最后阐述了溶液法制备绝缘层材料面临的关键问题并展望了其未来发展方向。