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硅氮烷环体的催化聚合及热解制备Si3N4材料

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.02.010

采用甲基氢二氯硅烷的氨解产物硅氮烷环体(MHSZ)为原料,以四丁基氟化铵为催化剂,制备了高分子量的硅氮烷聚合物(PHSZ),结合红外、核磁、凝胶色谱仪和热重分析了反应时间对合成的PHSZ结构、组成、分子量和陶瓷产率的影响.考察了低温氨气,高温N2气氛处理工艺对热解产物结构和组成的影响.结果表明,随着反应时间的延长,PHSZ高聚物的分子量提高,热失重降低;采用该热解方式PHSZ可转化为含碳量仅为0.5wt％的Si3N4材料,热解样品在1 600℃时完全结晶,晶相主要是α-Si3N4.

关键词: 硅氮烷 , 聚合 , 热解 , 氮化硅

无水溶胶-凝胶法制备非氧化物陶瓷的研究进展

李书宏 , 张宗波 , 罗永明 , 徐彩虹

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.02.003

综述了基于氨解、胺解以及碳化二亚胺化三类反应的无水相溶胶-凝胶方法在制备SiCN、B(C)N、SiN、BN等非氧化物陶瓷材料方面的研究进展,并对其前景进行了展望.

关键词: 无水溶胶-凝胶法 , 非氧化物陶瓷 , 氨解 , 胺解 , 碳化二亚胺

全氢聚硅氮烷(PHPS)涂层材料研究进展

张宗波 , 肖凤艳 , 罗永明 , 徐彩虹

涂料工业

全氢聚硅氮烷(PHPS)在一定条件下可转化为二氧化硅,是一种良好的涂层材料.文章综述了PHPS作为涂层材料的优势和固化机理,并重点介绍了其在相关领域的应用,最后指出了该材料目前在国内发展需要解决的问题.

关键词: 全氢聚硅氮烷 , 涂层材料 , 固化机理 , 应用

新型透波准陶瓷基体材料

张宗波 , 张大海 , 李永明 , 罗永明 , 徐彩虹

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.03.009

对含乙烯基陶瓷前驱体PSN1的固化工艺及其经准陶瓷化后所得材料的性能进行了研究.采用TGA、DMA对准陶瓷基体的热性能进行了表征.结果表明:其分解温度及800℃残重率随准陶瓷化温度升高而升高,N2气氛下分别达到580℃和87%,空气气氛中分解温度高于550℃,残重率达95%以上,Tg也随准陶瓷化温度上升而升高,420℃准陶瓷化基体在400℃以下没有明显的玻璃化转变.运用网络矢量分析仪测定了介电常数随温度和频率的变化情况,结果表明准陶瓷基体介电常数小于3,并且随温度和频率变化不大.准陶瓷基体吸水率较低,最低达到0.03%.初步研究表明PSN1准陶瓷基体具有良好的热、介电稳定性,吸水率低,有望用作耐高温透波复合材料基体.

关键词: 乙烯基聚硅氮烷 , 准陶瓷 , 透波复合材料

以聚碳硅烷为先驱体原位反应制备Si-C-Ti陶瓷

罗永明 , 梅雪凝 , 郑知敏 , 徐彩虹

稀有金属材料与工程

研究了金属钛与聚碳硅烷陶瓷先驱体作为原料原位制备Si-C-Ti陶瓷.分析了二者比例、热解温度等对合成产物组成的影响.利用扫描电镜(SEM)结合能谱分析(EDX)对合成的产物的微观结构和组成进行了表征.首次发现金属钛与聚碳硅烷陶瓷先驱体反应形成Ti_3SiC_2相,利用DSC、XRD对金属钛与聚碳硅烷的反应温度及在不同温度下反应产物的组成进行表征,分析了Ti_3SiC_2相的形成机理.研究发现,可以通过控制先驱体与金属的比例及工艺条件等合成高纯的Ti_3SiC_2.

关键词: 聚碳硅烷 , 金属钛 , 原位反应 , Ti_3SiC_2

层状结构陶瓷材料结构和应用

王瑞刚 , 潘伟 , 蒋蒙宁 , 罗永明 , 陈健 , 孙瑞峰

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2003.01.014

层状结构陶瓷材料由于其独特的各向异性、层间易解理、可加工以及成分空间分布可调性,日益受到材料科研工作者和工程人员的重视.本文综述了天然层状材料、叠层材料和梯度材料的结构特征和应用前景,同时提出了功能型层状材料的设计思路.

关键词: 层状结构 , 陶瓷

SiC/W层状复合材料力学性能与显微结构的研究

罗永明 , 潘伟 , 陈健 , 郑仕远

材料导报

用金属钨作为延性层,增韧碳化硅陶瓷,制备了SiC/W层状复合材料,并测试了其力学性能.结果表明在保持强度不变的同时,断裂韧性提高了1倍.XRD和SEM分析发现,W和SiC发生化学反应,界面产生新相,增强了层状复合材料的界面结合,但同时降低了金属对陶瓷的增韧效果.

关键词: 碳化硅 , 金属钨 , 层状复合 , 力学性能

SiBCN陶瓷的抗氧化性能

张宗波 , 曾凡 , 刘伟 , 罗永明 , 徐彩虹

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.02.023

通过聚合物前驱体热解方法制备了SiBCN陶瓷,对其在1 200℃空气条件下的抗氧化性能进行了研究,并与前驱体法制得的SiCN陶瓷进行了比较.结果表明,SiBCN陶瓷经氧化10 h后样品氧化增重只有0.35％,并且样品中没有裂纹的出现,表现出良好的抗氧化性能.而同样条件下SiCN陶瓷氧化增重达到3.1％,样品出现裂纹.样品表面元素组成分析表明,SiBCN陶瓷表面氧化物主要以SiO2形式存在,而SiCN陶瓷表面主要以SiOx(x＜2)存在.

关键词: SiBCN陶瓷 , SiCN陶瓷 , 聚合物前驱体法 , 抗氧化性能

可加工陶瓷及工程陶瓷加工技术现状及发展

王瑞刚 , 潘伟 , 蒋蒙宁 , 陈健 , 罗永明 , 孙瑞峰

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2001.03.005

陶瓷材料具有轻质、高强、超硬、耐高温、耐磨、耐腐蚀、化学稳定性好等优良特性。但陶瓷烧结体难以机加工，同时加工成本高、精度低限制了其在工程领域的广泛应用。本文综述了可加工陶瓷的分类、加工技术、陶瓷材料加工性能的表征，以及影响陶瓷材料可加工性能的因素等。

关键词: 陶瓷 , 可加工性 , 加工技术

低温合成PSN微球及其裂解制备Si-C-N空心陶瓷微球

王雯 , 刘洪丽 , 李婧 , 罗永明 , 康伟 , 张海媛

人工晶体学报

以含乙烯基聚硅氮烷(PSN)为先驱体聚合物,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,采用乳液工艺,在低温条件下交联固化合成聚硅氮烷(PSN)微球,并在高温下裂解制得Si-C-N空心陶瓷微球.研究了原料比例、固化时间和裂解条件对PSN微球及Si-C-N空心陶瓷微球形貌、尺寸和形成过程的影响.结果表明,当PSN与DVB的比例为2∶1、固化时间为6h时,可在80℃下得到表面光滑、尺寸较均匀、直径为600～ 800 nm的PSN微球;Si-C-N陶瓷微球随着PSN与DVB比例的增加,逐渐显现出空心结构;1000～ 1200℃裂解后,空心球形成,XRD表明此时产物呈非晶态;裂解温度1400℃时,空心微球表面变得粗糙,生成Si3N4和SiC晶粒.

关键词: 聚硅氮烷 , 二乙烯基苯 , 乳液法 , 裂解 , Si-C-N空心陶瓷

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