Керамика из карбида кремния обладает превосходными комплексными свойствами, такими как высокая термостойкость, износостойкость, коррозионная стойкость, радиационная стойкость, стойкость к окислению, низкий коэффициент теплового расширения и высокая теплопроводность. Они важны в таких ключевых областях, как аэрокосмическая промышленность, ядерная энергетика, высокоскоростные локомотивы и вооружения. Прикладная ценность. SiC-керамику трудно сформировать из-за их высокой термической стабильности и прочности.
В настоящее время международная подготовка керамических материалов в основном использует традиционные методы порошковой формовки, в том числе микропорошковый препарат, формование (каландрирование, экструзия, сухое прессование, изостатическое прессование, литье, инъекция и т. Д.), Спекание (спекание горячим прессованием, Спекание при атмосферном давлении, спекание при атмосферном давлении, горячее изостатическое прессование, спекание плазменной плазмой и т. Д., Обработка и т. Д. За последние 30 лет в бесконечном потоке появились новые методы приготовления керамических материалов с прорывами во всех аспектах, но все еще существуют ограничения. Свойства, высокая температура подготовки (хотя добавление спекания помогает снизить температуру спекания, но спекающее средство влияет на характеристики керамики), трудно получить однородный химический состав и микроструктуру, которые трудно доработать и трудно решить высокую хрупкость керамических материалов. проблема.
Передовая технология керамической подготовки должна стать прорывом в подготовке сырья, формовании, спекании и т. Д. С момента получения керамического волокна SiC поликарбосиланом Yajima и др. В 1975 году технология керамики, преобразованная прекурсорами, вошла в поле зрения людей. Согласно исследованию BCC В 2017 году мировой рынок керамических прекурсоров составлял 437,6 млн. Долл. США (из которых SiC-керамические предшественники составляли 40,4% доли рынка), и ожидается, что к 2022 году он достигнет 712,4 млн. Долл. США со среднегодовым темпом роста 10,2%. Первая так называемая прекурсорная конверсионная керамика. Метод химического синтеза дает полимер, который может быть превращен в керамический материал путем пиролиза при высокой температуре, а после формования получается керамический материал путем высокотемпературного преобразования. Он имеет много преимуществ: Молекулярная способность: химический состав предшественника может быть спроектирован молекулярным методом Конструкция и оптимизация со структурой для достижения контроля керамической композиции, структуры и производительности; Хорошая обрабатываемость: Керамические прекурсоры представляют собой органические полимеры, наследующие преимущества хорошей переработки полимера, такие как растворимая пропитка, прядильная , можно формовать, вспенивать, 3D-печать и т. д., поэтому его можно использовать для приготовления низкоразмерных материалов, которые трудно получить в традиционных процессах порошкового спекания. Комплексная конфигурация, такая как керамическое волокно, керамическая пленка, сложный трехмерный элемент и т. Д., Низкотемпературная керамизация, не требуется вводить агломерирующее средство, может готовить тройную и многовалентную ковалентную связующую керамику, может получать керамические материалы, закаленные волокнами, Высокая хрупкость керамических материалов.
Предшественник преобразование керамическая технологию можно гибко контролировать и улучшать химическую структуру керамического материала, фазовый состав, распределение атомов и микроструктуру и т.д., имеющей обычные керамических технологии приготовления несравнимые преимущества для преобразования Предшественник Получения керамического материала, ключ лежит в Мы можем подготовить подходящий предшественник, который непосредственно определяет, является ли керамический материал может быть успешно получены превосходные свойства. успешно разработаны и в настоящее время применяется в основном SiC предшественник керамического твердого вещества поликарбосилан (PCS). Тем не менее, PCS предшественник керамического материала SiC тело все еще недостаточно, например, PCS с / Si, составляет 2, продукт пиролиза богатые углеродом, который в конечном счете, влияет на производительность SiC керамики; нижние керамические PCS текучести; в виде твердого вещества, керамический матричный композитный материал, используемый для формирования при комнатной температуре Во время процесса пропитки требуется растворитель, такой как ксилол или тетрагидрофуран, и растворитель необходимо выпаривать перед крекингом, что приводит к длительному циклу подготовки и громоздкому процессу.
Недавно Лаборатория машиностроения ядерных материалов Института технологии материалов и инженерии Китайской академии наук изучила для подготовки текучесть (сложная вязкость 0,01-0,2 Па · S), длительное время хранения (> 6 месяцев), низкое содержание кислорода. (~ 0,1 веса%), высокие выходы керамического (керамического выход 1600 ° с.] с ~ 79wt%), керамический продукт C / Si составляет ~ 1,1, и после статического окисления 1500 изменений массы ℃ жидкости менее чем на 3% гиперразветвленный поликарбонат силан (LHBPCS). образцы, полученных качества, конечно, больше единицы приложений. Кроме того, команда по механизмам сшивающих имеет LHBPCS глубина отверждения исследования, которое может быть достигнуто формированием фотоотверждаемого и термореактивного формования с низким, всего несколько минут геля , а структура плотна и свободна от клеток.
Связанные исследования, опубликованные в J. Eur. Ceram. Soc., Adv. Appl. Ceram., J. Am. Ceram. Soc. И другие журналы. Исследования, поддержанные исследовательских программ Национального фонда естественных наук, КАС сосредоточены на проектах развертывания финансирование.
Рисунок 1. Получение LHBPCS и сшивающего отверждения и компактной морфологии после спекания
Рисунок 2. Изменение скорости поперечной сшивки готовых LHBPCS на разных уровнях термического инициатора (TBPB)
