SiC晶须对SiBCN基陶瓷复合材料性能的影响 被引量：3

1

作者 魏玮 刘伟 +1 位作者 李麒 曹腊梅 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期138-145,共8页

采用超声结合球磨混料的工艺,在由聚硼硅氮烷(PSNB)裂解得到的SiBCN陶瓷中引入SiC晶须。研究了不同质量分数SiC晶须对SiBCN陶瓷基复合材料密度、硬度、弯曲强度及微观结构的影响。结果表明:随着SiC晶须添加质量分数由0%提高至25%,复合... 采用超声结合球磨混料的工艺,在由聚硼硅氮烷(PSNB)裂解得到的SiBCN陶瓷中引入SiC晶须。研究了不同质量分数SiC晶须对SiBCN陶瓷基复合材料密度、硬度、弯曲强度及微观结构的影响。结果表明:随着SiC晶须添加质量分数由0%提高至25%,复合材料的密度先降后升,开孔率逐步上升,材料硬度逐渐下降,弯曲强度先升后降再升;SiC晶须质量分数为5%的SiC_(w)/SiBCN复合材料弯曲强度可达191 MPa,与未添加晶须的SiBCN纯基体弯曲强度(60 MPa)相比提升218%;XRD分析发现晶须的引入对烧结后复合材料的物相组成影响不大;观察材料断口微观形貌发现,晶须在基体中的存在方式主要有桥联和团聚搭桥两种,其中桥联有利于强化材料而团聚搭桥则会在基体内部形成孔隙进而降低材料强度。 展开更多

关键词 sibcn陶瓷 SIC晶须 材料性能 SiC_(w)/sibcn复合材料

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SiBCN陶瓷先驱体合成、固化动力学及陶瓷化产物性能研究

2

作者 彭喆 姚利超 +1 位作者 柴笑笑 李松 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第6期15-21,共7页

采用脱氢偶联聚合方法,以聚硅氮烷和环硼氮烷制备了四种低黏度SiBCN陶瓷先驱体,通过红外表征了SiBCN陶瓷先驱体的结构,通过非等温DSC研究了SiBCN陶瓷先驱体的固化动力学过程,通过超高温TG,XRD,XPS等手段表征了SiBCN陶瓷化产物的性能。... 采用脱氢偶联聚合方法,以聚硅氮烷和环硼氮烷制备了四种低黏度SiBCN陶瓷先驱体,通过红外表征了SiBCN陶瓷先驱体的结构,通过非等温DSC研究了SiBCN陶瓷先驱体的固化动力学过程,通过超高温TG,XRD,XPS等手段表征了SiBCN陶瓷化产物的性能。结果表明:四种SiBCN陶瓷先驱体的室温黏度为198~275 mPa·S,固化温度范围为120~235℃。SiBCN陶瓷先驱体的固化过程为双放热峰,通过Kissinger, Ozawa, Crane方程对主放热峰进行分析得到SiBCN陶瓷先驱体P1、P2、P3、P4固化动力学参数,其中活化能Ea分别为96.9 kJ/mol、88.4 kJ/mol、119.5 kJ/mol、268.2 kJ/mol,反应级数n分别为0.933,0.930,0.940,0.943。SiBCN陶瓷先驱体P4经过1 300℃裂解后的SiBCN陶瓷结构为非晶态,其B含量为4.67%,分解温度高达1 651℃。四种SiBCN陶瓷先驱体裂解产物的分解温度与B含量表现出一定的关系:当B含量超过一定浓度时,陶瓷化产物的高温稳定性得到有效提高。 展开更多

关键词 sibcn先驱体 sibcn陶瓷 脱氢偶联 固化动力学 耐高温性 复合材料

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RTM成型工艺对C_f/SiBCN陶瓷基复合材料性能的影响 被引量：7

3

作者 刘伟 曹腊梅 +2 位作者 王岭 徐彩虹 益小苏 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1-6,共6页

采用流变仪研究了聚硼硅氮烷作为RTM树脂的成型工艺性能,进而采用RTM工艺成型出复合材料坯体,再经过重复的浸渍-常压裂解工艺制备了Cf/SiBCN陶瓷基复合材料,详细研究了RTM成型缺陷对复合材料的厚度、密度以及力学性能等方面的影响。结... 采用流变仪研究了聚硼硅氮烷作为RTM树脂的成型工艺性能,进而采用RTM工艺成型出复合材料坯体,再经过重复的浸渍-常压裂解工艺制备了Cf/SiBCN陶瓷基复合材料,详细研究了RTM成型缺陷对复合材料的厚度、密度以及力学性能等方面的影响。结果表明:聚硼硅氮烷完全满足RTM成型工艺对流变性能的要求;RTM成型缺陷会进一步加剧复合材料的膨胀,使复合材料的厚度明显增大;同时会降低浸渍裂解前期复合材料的密度;最终复合材料的抗弯强度和模量均略有降低。 展开更多

关键词 RTM sibcn陶瓷 陶瓷基复合材料 聚硼硅氮烷

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SiBCN陶瓷的抗氧化性能 被引量：7

4

作者 张宗波 曾凡 +2 位作者 刘伟 罗永明 徐彩虹 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期91-94,共4页

通过聚合物前驱体热解方法制备了SiBCN陶瓷,对其在1 200℃空气条件下的抗氧化性能进行了研究,并与前驱体法制得的SiCN陶瓷进行了比较。结果表明,SiBCN陶瓷经氧化10 h后样品氧化增重只有0.35%,并且样品中没有裂纹的出现,表现出良好的抗... 通过聚合物前驱体热解方法制备了SiBCN陶瓷,对其在1 200℃空气条件下的抗氧化性能进行了研究,并与前驱体法制得的SiCN陶瓷进行了比较。结果表明,SiBCN陶瓷经氧化10 h后样品氧化增重只有0.35%,并且样品中没有裂纹的出现,表现出良好的抗氧化性能。而同样条件下SiCN陶瓷氧化增重达到3.1%,样品出现裂纹。样品表面元素组成分析表明,SiBCN陶瓷表面氧化物主要以SiO2形式存在,而SiCN陶瓷表面主要以SiOx(x<2)存在。 展开更多

关键词 sibcn陶瓷 SiCN陶瓷 聚合物前驱体法 抗氧化性能

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基于机械合金化的SiBCN系亚稳陶瓷及其复合材料研究进展

5

作者 孙晓亮 李达鑫 +2 位作者 杨治华 贾德昌 周玉 《现代技术陶瓷》 CAS 2024年第3期206-230,共25页

SiBCN系亚稳陶瓷及其复合材料具有独特的微观组织结构和优异的高温性能,在高温氧化、剧烈热震、燃气流烧蚀等苛刻条件下具有很大的应用潜力。本文以机械合金化法制备的SiBCN系亚稳陶瓷及其复合材料为主线,总结了近年来基于机械合金化技... SiBCN系亚稳陶瓷及其复合材料具有独特的微观组织结构和优异的高温性能,在高温氧化、剧烈热震、燃气流烧蚀等苛刻条件下具有很大的应用潜力。本文以机械合金化法制备的SiBCN系亚稳陶瓷及其复合材料为主线,总结了近年来基于机械合金化技术的SiBCN系非晶陶瓷粉体和块体陶瓷的微观结构特征与演变、力学性能、抗氧化性能、抗热震性能和耐烧蚀性能的研究进展,并与前驱体衍生的同类材料进行了对比分析,最后指出了更高性能SiBCN系亚稳陶瓷材料的未来研究重点与发展趋势。 展开更多

关键词 sibcn陶瓷 陶瓷基复合材料 微观结构演变 力学性能 高温性能

原文传递

聚硼硅氮烷陶瓷前驱体分子结构设计和合成 被引量：2

6

作者 孔杰 张国彬 刘勤 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1791-1799,共9页

聚硼硅氮烷是制备高性能硅硼碳氮(SiBCN)复相陶瓷的主要聚合物前驱体,在耐高温、抗氧化高性能陶瓷领域中具有重要的研究价值。本文分4个方面,即基于硼吖嗪的聚硼硅氮烷、侧基含有环硼氮烷或单硼烷的聚硼硅氮烷、基于多官能硼烷构筑的聚... 聚硼硅氮烷是制备高性能硅硼碳氮(SiBCN)复相陶瓷的主要聚合物前驱体,在耐高温、抗氧化高性能陶瓷领域中具有重要的研究价值。本文分4个方面,即基于硼吖嗪的聚硼硅氮烷、侧基含有环硼氮烷或单硼烷的聚硼硅氮烷、基于多官能硼烷构筑的聚硅氮烷和含硼聚硅基碳化二亚胺,从聚硼硅氮烷分子结构设计、改性、合成及在多维尺寸材料中初步应用的角度综述了该领域国内外研究的新进展,指出了聚硼硅氮烷陶瓷前驱体设计合成研究发展中值得关注的新方向。 展开更多

关键词 聚硼硅氮烷 sibcn陶瓷 前驱体 分子设计

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SiBCN陶瓷制备及性能研究进展 被引量：3

7

作者 赵振宁 朱世步 +2 位作者 李崇俊 张强 闫联生 《航天制造技术》 2018年第5期4-9,共6页

介绍了SiBCN陶瓷的几种制备方法,分析了各种制备方法的优缺点。概述了SiBCN陶瓷材料的高温稳定性、抗氧化性以及高温抗蠕变性能,展望了SiBCN陶瓷材料的应用前景。

关键词 sibcn陶瓷 制备方法 高温稳定性 抗氧化性 高温抗蠕变性

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SIW式无线无源高温传感器设计 被引量：1

8

作者 任婷 苏淑靖 +1 位作者 许福佳 张丽丽 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第4期15-18,24,共5页

针对航空、航天中恶劣环境下对温度的实时测试需求,基于微波散射测量原理提出一种基片集成波导结构的敏感元/天线集成一体化的新型传感器,通过共面波导天线读取传感器的信号,实现1000℃以上的温度测量。传感器以耐高温SiBCN陶瓷作为温... 针对航空、航天中恶劣环境下对温度的实时测试需求,基于微波散射测量原理提出一种基片集成波导结构的敏感元/天线集成一体化的新型传感器,通过共面波导天线读取传感器的信号,实现1000℃以上的温度测量。传感器以耐高温SiBCN陶瓷作为温度敏感介质材料,随着温度的升高其介电常数增大,传感器的谐振频率随之单调递减,在25~1100℃内,传感器的谐振频率由11.5 GHz减小到11.326 GHz。仿真结果验证了基于SiBCN陶瓷的SIW式无线无源高温传感器的设计合理性、测温可行性。 展开更多

关键词 sibcn陶瓷 基片集成波导结构 高温传感器 无线无源

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液态SiBCN前驱体转化陶瓷的抗氧化性能及机制 被引量：2

9

作者 许艺芬 胡继东 +3 位作者 陈治宇 史运华 陶孟 冯志海 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期905-913,共9页

前驱体转化法制备的SiBCN陶瓷具有优异的耐高温抗氧化性能,有望作为高温热结构材料应用于航空航天领域。本文主要对前驱体转化法制备的SiBCN陶瓷在1 200、1 400℃下的抗氧化性能进行研究。采用XPS对陶瓷氧化前后化学键结合方式进行表征... 前驱体转化法制备的SiBCN陶瓷具有优异的耐高温抗氧化性能,有望作为高温热结构材料应用于航空航天领域。本文主要对前驱体转化法制备的SiBCN陶瓷在1 200、1 400℃下的抗氧化性能进行研究。采用XPS对陶瓷氧化前后化学键结合方式进行表征,分析了氧化前后化学结构的变化;采用XRD和SEM对陶瓷氧化前后表面相组成、微观形貌和截面氧化层进行分析,并通过氧化层厚度随时间变化对高温抗氧化动力学进行了研究。结果表明:SiBCN陶瓷经高温氧化后在表面形成了致密的氧化膜,氧化层主要以无定形态存在,且与基体结合紧密;陶瓷的高温氧化速率受氧扩散控制,其在1 200、1 400℃下的氧化动力学常数分别为0.0224μm^2/h和0.1045μm^2/h,小于SiC陶瓷的0.0449μm^2/h和0.1288μm^2/h。由于SiBCN陶瓷形成的BN(C)结构以及高温氧化后形成的SiO_xN_y致密氧化膜降低了氧气在氧化层中的扩散速率以及反应活性,使得SiBCN陶瓷具有比SiC陶瓷更加优异的高温抗氧化性能。 展开更多

关键词 sibcn陶瓷 氧化 相组成 微观形貌 动力学

原文传递

SiBCN陶瓷先驱体的制备和应用研究进展 被引量：2

10

作者 滕雅娣 黄鑫龙 《有机硅材料》 CAS 2016年第2期151-158,共8页

综述了SiBCN陶瓷前驱体制备过程中在硅氮烷上引入硼元素的3种方法(采用环硼氮烷引入硼元素、采用硼氢化反应引入硼元素、采用BCl3引入硼元素);介绍了SiBCN陶瓷前驱体在制备介孔骨架、涂覆碳纳米管、制备无定形涂层上的应用;以及先驱体... 综述了SiBCN陶瓷前驱体制备过程中在硅氮烷上引入硼元素的3种方法(采用环硼氮烷引入硼元素、采用硼氢化反应引入硼元素、采用BCl3引入硼元素);介绍了SiBCN陶瓷前驱体在制备介孔骨架、涂覆碳纳米管、制备无定形涂层上的应用;以及先驱体转化的SiBCN陶瓷的结晶化过程及陶瓷结构分析(无定形SiBCN陶瓷的结晶化过程,不同SiBCN陶瓷前驱体生成的陶瓷结构的对比)。 展开更多

关键词 陶瓷先驱体 sibcn陶瓷 先驱体转化法 无定形涂层 介孔骨架 碳纳米管

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Co-Si钎料连接SiBCN陶瓷接头组织及力学性能 被引量：1

11

作者 赵万祺 林盼盼 +2 位作者 何鹏 林铁松 常昕悦 《焊接》 2019年第7期1-4,I0022,共5页

采用Co-Si钎料连接SiBCN陶瓷,其热膨胀系数(CTE)与SiBCN陶瓷相近。钎焊接头焊缝区域由Si + CoSi 2 共晶结构组成,没有明显的反应层,但在钎料和陶瓷基材之间建立了化学结合。后续试验中进一步尝试添加活性元素Zr以改善钎料在SiBCN陶瓷上... 采用Co-Si钎料连接SiBCN陶瓷,其热膨胀系数(CTE)与SiBCN陶瓷相近。钎焊接头焊缝区域由Si + CoSi 2 共晶结构组成,没有明显的反应层,但在钎料和陶瓷基材之间建立了化学结合。后续试验中进一步尝试添加活性元素Zr以改善钎料在SiBCN陶瓷上的润湿性,但是Zr-Si化合物的出现显著降低了接头强度。而提高钎焊温度是改善Co-Si钎料润湿性的最好方法。接头的抗剪强度接近于母材的强度,最高抗剪强度为26 MPa。 展开更多

关键词 sibcn陶瓷 Co-Si钎料 钎焊 微观结构

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SiBCN陶瓷先驱体固化及陶瓷化行为分析

12

作者 张祎 赵振宁 +2 位作者 朱世步 张强 张晓虎 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期513-518,共6页

采用非等温DSC、TG等研究了SiBCN陶瓷先驱体-聚硅硼氮烷(PBSZ)的固化、陶瓷化行为,运用FTIR、XRD、SEM等手段表征了PBSZ先驱体在不同温度的裂解产物结构和微观形貌。通过Kissinger、Crane方程得到PBSZ先驱体的固化动力学参数:活化能Ea=2... 采用非等温DSC、TG等研究了SiBCN陶瓷先驱体-聚硅硼氮烷(PBSZ)的固化、陶瓷化行为,运用FTIR、XRD、SEM等手段表征了PBSZ先驱体在不同温度的裂解产物结构和微观形貌。通过Kissinger、Crane方程得到PBSZ先驱体的固化动力学参数:活化能Ea=243.27 kJ/mol,反应级数n=0.958。PBSZ先驱体的质量损失主要发生在500~800℃,聚合物中有机基团逐渐减少,基本完成无机化转变。XRD结果表明,在1500℃以下裂解得到的产物为表面致密的非晶态SiBCN结构,而在1800℃下裂解产物发生了晶化转变,得到的陶瓷产物包含Si C、Si3N4、BN(C)等相。 展开更多

关键词 PBSZ先驱体 固化动力学 陶瓷化 sibcn陶瓷

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SiBCN高温薄膜温度传感器

13

作者 李雅莉 徐毅 +7 位作者 孙道恒 陈沁楠 方亮 海振银 崔在甫 李鑫 何功汉 崔金婷 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2021年第9期789-795,826,共8页

在氧化铝衬底上采用直写工艺制备SiBCN前驱体陶瓷薄膜温度传感器,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及多通道数字采集仪对薄膜的形貌、结构及电学性能进行了表征,研究不同材料配比以及不同热解温度对薄膜传感... 在氧化铝衬底上采用直写工艺制备SiBCN前驱体陶瓷薄膜温度传感器,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及多通道数字采集仪对薄膜的形貌、结构及电学性能进行了表征,研究不同材料配比以及不同热解温度对薄膜传感性能的影响。结果表明:薄膜厚度对其表面质量影响较大,当厚度为8.1~13.3μm时,表面开始出现开裂现象,随着薄膜厚度增加,SiBCN陶瓷薄膜开裂问题更加严重;其电阻随着温度的升高显著降低,室温下阻值大于10 MΩ,温度升高为800℃时阻值为0.195 MΩ;随着TiB2纳米粉末比例增加,微观表面形貌开裂问题显著改善,且导电性越好;热解温度越高,薄膜导电性越强,但薄膜表面开裂情况越严重;多次温阻测试结果表明,温度传感器的重复性误差率为4.61%,验证了前驱体陶瓷在高温传感领域的可行性。 展开更多

关键词 前驱体陶瓷 sibcn陶瓷 温阻特性 温度传感器 高温热解 TiB2纳米粉末

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SiBCN先驱体转化陶瓷的计算机模拟研究

14

作者 罗义 孟志忠 +2 位作者 胡继东 李军平 冯志海 《科技风》 2019年第1期91-93,共3页

本文通过使用Materials Studio软件进行分子动力学模拟,讨论单源SiBCN先驱体制备的SiBCN陶瓷先驱体在通过改变压力大小,记录实验过程中的温度变化、能量变化、密度变化、结构的边长与角度的数据进行分析。结合对相关文献[1]的总结思考,... 本文通过使用Materials Studio软件进行分子动力学模拟,讨论单源SiBCN先驱体制备的SiBCN陶瓷先驱体在通过改变压力大小,记录实验过程中的温度变化、能量变化、密度变化、结构的边长与角度的数据进行分析。结合对相关文献[1]的总结思考,本文对SiBCN先驱体转化陶瓷的制备有具体研究与展望。 展开更多

关键词 sibcn陶瓷 先驱体转化法 分子动力学模拟

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