先驅體轉化碳化硅陶瓷基復合材料(CMCs)中,以Cf/SiC和SiCf/SiC體系發展最快,國內主要以固態聚碳硅烷(PCS)作為SiC的先驅體,存在的不足是:需要溶解于有機溶劑,降低了浸漬效率,帶來了污染;PCS本身不能交聯,熱解后發泡;PCS陶瓷收率不高;價格較為昂貴。
圖1(a)LC-PCS;(b)交聯固化產物;(c)1200℃裂解產物;
(d)PCS和LC-PCS的TG曲線
圖2(a)LC-PCS和PCS溶液浸漬周期-增重曲線;
(b)LC-PCS為先驅體所制得2D Cf/SiOC
近日,中國科學院寧波材料技術與工程研究所核能材料工程實驗室團隊對上述液態副產物開展再利用的研究。在該研究中,實驗室科研人員對液態副產物的組成結構進行分析,確定其為重均分子量在200-800之間、主鏈為Si-C結構的液態低分子量PCS。進一步,向其中引入“C=C”活性基團,制備了可轉化為SiOC陶瓷的液態先驅體(LC-PCS)。
LC-PCS具有如下特征:①室溫粘度約30mPa·s;②在400℃以下可充分交聯;③陶瓷收率大于70%。最后,分別以LC-PCS和PCS為先驅體,通過PIP工藝制備CMCs。
結果表明,得到致密樣品所需的“浸漬-裂解”周期從14個降低到10個。可見,新的合成路徑從先驅體本身和復材制備過程兩個環節降低了CMCs的成本,制備了可在1000~1300℃服役的高性價比CMCs。液態副產物的再利用也實現了PCS的綠色合成,體現了環境效益。該項研究成果對于軍用和核用高端材料進入民用領域鋪平了道路。
來源:中科院網站
作者:粉體圈
總閱讀量:3270供應信息
采購需求