熱解硅氧烷合成低碳硅氧碳陶瓷和金屬?gòu)?fù)合

1、材料學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 精品論文 熱解硅氧烷合成低碳硅氧碳陶瓷和金屬?gòu)?fù)合關(guān)鍵詞：聚硅氧烷 水汽 熱解 白色陶瓷 復(fù)合陶瓷 金屬?gòu)?fù)合摘要：前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶

2、瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)體陶瓷的高溫性能和控制材料電性能具有重要意義。 本工作針對(duì)控制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继沾芍械奶己?。具體以含氫聚甲基硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體

3、，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的孔隙?；瘜W(xué)分析含水氣氛熱解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 wt.，降低1倍。核磁分析表明水汽中熱解的陶瓷含有SiC4、SiC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只

4、是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬氣熱解有所提高，從61 wt.增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相PDMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiOC復(fù)合陶瓷。正文內(nèi)容 前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成

5、“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是

6、復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)體陶瓷的高溫性能和控制材料電性能具有重要意義。 本工作針對(duì)控制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继沾芍械奶己?。具體以含氫聚甲基硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的

7、結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的孔隙?；瘜W(xué)分析含水氣氛熱解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 wt.，降低1倍。核磁分析表明水汽中熱解的陶瓷含有SiC4、SiC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬氣熱解有所提高，從61 wt.

8、增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相PDMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiOC復(fù)合陶瓷。前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解

9、，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)體陶瓷的高溫性能和控制材料電性能具有重要意義。 本工作針對(duì)控

10、制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继沾芍械奶己?。具體以含氫聚甲基硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的孔隙?；瘜W(xué)分析含水氣氛熱

11、解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 wt.，降低1倍。核磁分析表明水汽中熱解的陶瓷含有SiC4、SiC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬氣熱解有所提高，從61 wt.增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相PDMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解

12、相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiOC復(fù)合陶瓷。前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是

13、以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)體陶瓷的高溫性能和控制材料電性能具有重要意義。 本工作針對(duì)控制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继沾芍械奶己?。具體以含氫聚甲基硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基

14、四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的孔隙。化學(xué)分析含水氣氛熱解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 wt.，降低1倍。核磁分析表明水汽中熱解的陶瓷含有SiC4、S

15、iC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬氣熱解有所提高，從61 wt.增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相PDMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiOC復(fù)合陶瓷。前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)

16、前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量

17、，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)體陶瓷的高溫性能和控制材料電性能具有重要意義。 本工作針對(duì)控制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继沾芍械奶己?。具體以含氫聚甲基硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷

18、的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的孔隙。化學(xué)分析含水氣氛熱解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 wt.，降低1倍。核磁分析表明水汽中熱解的陶瓷含有SiC4、SiC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬

19、氣熱解有所提高，從61 wt.增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相PDMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiOC復(fù)合陶瓷。前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)

20、論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)體陶瓷的高溫性能和控制材料電性

21、能具有重要意義。 本工作針對(duì)控制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继沾芍械奶己俊＞唧w以含氫聚甲基硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不

22、規(guī)則的孔隙。化學(xué)分析含水氣氛熱解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 wt.，降低1倍。核磁分析表明水汽中熱解的陶瓷含有SiC4、SiC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬氣熱解有所提高，從61 wt.增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相PDMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋

23、大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiOC復(fù)合陶瓷。前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以

24、原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)體陶瓷的高溫性能和控制材料電性能具有重要意義。 本工作針對(duì)控制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继沾芍械奶己?。具體以含氫聚甲基

25、硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的孔隙?；瘜W(xué)分析含水氣氛熱解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 wt.，降低1倍。核磁分析表明水

26、汽中熱解的陶瓷含有SiC4、SiC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬氣熱解有所提高，從61 wt.增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相PDMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiO

27、C復(fù)合陶瓷。前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與

28、碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)體陶瓷的高溫性能和控制材料電性能具有重要意義。 本工作針對(duì)控制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继沾芍械奶己?。具體以含氫聚甲基硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析

29、了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的孔隙?；瘜W(xué)分析含水氣氛熱解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 wt.，降低1倍。核磁分析表明水汽中熱解的陶瓷含有SiC4、SiC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中

30、熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬氣熱解有所提高，從61 wt.增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相PDMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiOC復(fù)合陶瓷。前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一

31、直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)

32、體陶瓷的高溫性能和控制材料電性能具有重要意義。 本工作針對(duì)控制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继沾芍械奶己?。具體以含氫聚甲基硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷

33、面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的孔隙?；瘜W(xué)分析含水氣氛熱解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 wt.，降低1倍。核磁分析表明水汽中熱解的陶瓷含有SiC4、SiC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬氣熱解有所提高，從61 wt.增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相P

34、DMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiOC復(fù)合陶瓷。前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)

35、2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因此，合理控制陶瓷中的碳組份對(duì)提高前驅(qū)體陶瓷的高溫性能和控制材料電性能具有重要意義。 本工作針對(duì)控制前驅(qū)體陶瓷中的碳含量，在硅氧烷熱解過(guò)程中，向氬氣流中通入水，以水分子與硅氧烷中含碳有機(jī)基團(tuán)或熱解形成的碳作用，以調(diào)控?zé)峤夤柩跆继?/p>

36、瓷中的碳含量。具體以含氫聚甲基硅氧烷(PHMS)和環(huán)狀四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(D4 Vi)為前驅(qū)體，乙烯基硅氧烷基配位鉑為催化劑，加入聚甲基硅氧烷為裂紋抑制劑(硅184膠)，對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)固化，進(jìn)而在含水氣氛中熱解，分析了水作用相關(guān)的陶瓷化過(guò)程、陶瓷的形成、陶瓷組分的變化、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能等。 在含水氣氛中熱解含第二相的聚硅氧烷，獲得外觀呈白色或灰白色的無(wú)裂紋大塊硅氧碳陶瓷體，SEM研究表明陶瓷表面致密，斷面為200nm的顆粒狀結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的孔隙?；瘜W(xué)分析含水氣氛熱解陶瓷組成：SiO2.57C0.64，碳含量為10.1wt.，而氬氣中熱解陶瓷組成：SiO1.10C1.04，碳含量為21.2 w

37、t.，降低1倍。核磁分析表明水汽中熱解的陶瓷含有SiC4、SiC2O2、SiCO3和SiO4結(jié)構(gòu)，只是與無(wú)水熱解陶瓷相比，SiC4、SiC2O2和SiCO3顯著減少，SiO4增多，碳譜表明自由碳減少。 熱重分析表明水汽中熱解聚硅氧烷得到的陶瓷產(chǎn)率比氬氣熱解有所提高，從61 wt.增到71 wt.，線收縮從26降低到21，陶瓷密度從1.561.60g/cm3增加到1.761.80g/cm3。當(dāng)添加不同第二相PDMS時(shí)，也能夠得到白色無(wú)裂紋大塊陶瓷，和同等條件下無(wú)水熱解相比，陶瓷產(chǎn)率提高了8wt.。 此外，在硅氧烷中加入含金屬有機(jī)鹽，探索去除碳和制備納米復(fù)合前驅(qū)體陶瓷的嘗試，即向硅氧烷中引入二茂鐵

38、，經(jīng)交聯(lián)熱解制備出Fe-SiOC復(fù)合陶瓷。前驅(qū)體陶瓷是以有機(jī)前驅(qū)體分子為原料，經(jīng)交聯(lián)，形成“不熔”的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)熱解使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變成三維陶瓷結(jié)構(gòu)形成的。聚硅氧烷由于其價(jià)格低廉，性價(jià)比高，對(duì)空氣和水都不敏感等突出優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)倍受人們的青睞。但是，無(wú)論溶膠凝膠路線還是硅膠直接熱解，一般都是在氬氣、氮?dú)饣驓錃庵羞M(jìn)行。由于前驅(qū)體聚合物中含有的側(cè)鏈烴基或芳香基等不飽和含碳基團(tuán)，導(dǎo)致熱解體中含有過(guò)多的碳，其含量可達(dá)2070wt.。過(guò)量的碳并非以原子方式結(jié)合在陶瓷網(wǎng)絡(luò)中，而是以游離態(tài)分散在陶瓷結(jié)構(gòu)中，其存在降低了陶瓷的力學(xué)性能和高溫抗氧化性，從而影響陶瓷的高溫應(yīng)用。此前，研究工作者通過(guò)減少前驅(qū)體分子中含碳基團(tuán)或引入金屬鹽或活性填料與碳反應(yīng)等途徑降低陶瓷中的碳含量，前者的作用有限，后者形成的是復(fù)合陶瓷，難以體現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷的內(nèi)稟特性。此外，前驅(qū)體陶瓷中的碳含量也是決定其導(dǎo)電性主要因素。因