三维编织碳纤维增强莫来石复合材料的制备与性能

结合Al2O3溶胶—凝胶技术和聚硅氧烷浸渍裂解技术制备出三维编织碳纤维增强莫来石复合材料(3D BCf/mullite)。研究表明,以AlCl3·6H2O和(CH2)6N4为原料的溶胶—凝胶工艺能制备出纳米γ Al2O3粉,它与聚硅氧烷在1400℃N2中共裂解可反应生成莫来石。所得3D BCf/mullite的密度为1.784g/cm3,弯曲强度和断裂韧性分别为282.5MPa和17.7MPa·m1/2。材料中较多的孔隙是材料密度和弯曲强度不高的原因所在。     

不同裂解温度对制备SiCf/Si-O-C复合材料性能研究

以聚硅氧烷为先驱体,研究先驱体转化过程中在不同的裂解温度下对制备SiCf/Si-O-C复合材料性能影响.结果表明,当裂解温度在700℃、800℃时,陶瓷基复合材料的弯曲强度分别为255.2 MPa、309.0 MPa;当裂解温度在1000℃时,陶瓷基复合材料的弯曲强度为45.3 MPa.对SiCf/Si-O-C复合材料的微观结构及载荷-位移曲线进行分析,发现界面结构是影响SiCf/Si-O-C复合材料性能的主要因素.     

从LPS馏分出发合成先驱体聚碳硅烷

采用将液态聚硅烷(LPS)蒸馏分级的方法,从各个馏分出发合成制备了先驱体聚碳硅烷(PCS)。运用GPC等分析测试手段考察比较了各个馏分的差异对在相同条件下所合成聚碳硅烷的分子量及其分子量分布特性的影响。研究表明:在同等条件下,采用以LPS蒸馏分级的方法再从各个馏分出发合成制备先驱体聚碳硅烷的总平均收率比未从经分级处理的LPS出发合成先驱体PCS的收率高35%左右;从200℃以下馏分出发可以合成制备超高分子量的先驱体PCS。     

氮化硼先驱体的合成及其热分解特性

以硼氢化锂和硫酸铵为原料合成了氮化硼陶瓷先驱体环硼氮烷,以GC MS、FT IR和1H NMR等方法对其组成和结构进行了表征和确认.环硼氮烷在80℃左右保温72h后可以得到固化的聚硼氮烷,而后经热分解得到氮化硼陶瓷,以TG、FT IR、XRD等对聚硼氮烷的热分解行为进行了分析和表征.结果表明聚硼氮烷中仍然存在一定数量的B H和N H键,在后续的热分解过程中,会进一步发生脱氢反应,1400℃时陶瓷产率约为89.5%.B H键的断裂主要发生在800℃以前,N H键的消失则需要较高的温度.聚硼氮烷800℃热分解后无机化程度已经较高,其产物基本上为无定形的BN,在1600℃则形成h BN.