聚锆碳烷/聚碳硅烷杂化先驱体转化制备ZrC-SiC复相陶瓷

作     者：赵哲 高强 韩成 王应德 ZHAO Zhe;GAO Qiang;HAN Cheng;WANG Yingde

作者机构：国防科技大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室长沙410073 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2023年第51卷第8期

页      面：102-109页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52202031)。 

主　　题：聚锆碳烷 聚碳硅烷 协同转化 ZrC-SiC 复相陶瓷 

摘      要：采用聚锆碳烷PZC和聚碳硅烷PCS作为杂化先驱体聚合物,通过脱氢耦合反应制备富含活性交联位点的ZrC-SiC复相陶瓷先驱体PZCS,研究先驱体陶瓷化机理及最终陶瓷的组成结构。结果表明:PZCS先驱体由于促进了陶瓷化过程中活性基团的交联,850℃下其陶瓷产率(71.84%,质量分数,下同)显著高于PZC(51.40%)或PCS(53.46%)先驱体。同时,在Zr-Cp的催化下,通过先驱体之间的协同作用近程碳与Zr,Si元素直接转化生成碳化物陶瓷,避免了碳热还原反应对陶瓷的损伤,并有效降低了烧结温度。PZCS先驱体经陶瓷化处理后生成兼具耐高温组元和抗氧化组元的ZrC-SiC纳米复相陶瓷,ZrC相和SiC相可以相互抑制结晶、细化晶粒,其中ZrC晶粒尺寸为25.4 nm,纳米复相结构的生成有利于提升超高温陶瓷的综合性能。