基于环硼氮烷的高陶瓷产率SiBCN先驱体的合成与性能

作     者：彭翔 王凯奇 郭康康 朱亚平 王帆 孙云龙 雷昆 齐会民 Xiang Peng;Kai-qi Wang;Kang-kang Guo;Ya-ping Zhu;Fan Wang;Yun-long Sun;Kun Lei;Hui-min Qi

作者机构：特种功能高分子材料及其相关技术教育部重点实验室华东理工大学材料科学与工程学院上海200237 上海交通大学化学化工学院上海200240 河南科技大学医学技术与工程学院洛阳471000 

出 版 物：《高分子学报》 (Acta Polymerica Sinica)

年 卷 期：2021年第52卷第4期

页      面：381-387,I0003页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(基金号20874028) 中央高校基本科研业务费专项资金(基金号50321041918013,5032104917001)资助 

主　　题：三氯环硼氮烷 硼硅碳氮先驱体 硼硅碳氮陶瓷 陶瓷化 

摘      要：聚合物先驱体转化法作为制备SiBCN陶瓷及其复合材料的重要途径,具有成型温度低、产物结构和组成可控等优点.设计合成合适的聚合物先驱体是提高陶瓷产率和性能的关键因素之一,本文采用三氯环硼氮烷(TCB)与乙炔基氯化镁进行反应,合成了乙炔基环硼氮烷,进而与二氯硅烷和二氯甲基乙烯基硅烷进行共氨解反应,制备了聚硼硅氮烷先驱体(PBSZ)并进行了高温裂解.采用综合热分析(TG-DSG)对其陶瓷化过程进行了分析,并采用XRD和SEM对陶瓷化产物的结构进行了表征.PBSZ在室温下是液态,易溶于二氯甲烷和氯仿等溶剂,可加工性优良.基于PBSZ先驱体的SiBCN陶瓷产率超过80%;陶瓷化产物在1400℃以下为无定形状态,在1500℃可形成由α-Si3N4,β-Si3N4,h-BN和SiO2晶体结构组成的陶瓷;陶瓷产物表面致密平整且具有优异的热稳定性和氧化性能,表明聚硼硅氮烷(PBSZ)有望成为高陶瓷产率和高性能陶瓷的重要先驱体.