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西北工业大学成来飞等人在制备HfC-SiC陶瓷方面取得进展

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自愈合C_SiC陶瓷基复合材料的制备工艺与性能_成来飞_左新章_刘永胜_殷小玮_

自愈合C_SiC陶瓷基复合材料的制备工艺与性能_成来飞_左新章_刘永胜_殷小玮_

300
(4y +x -4)Si + x B4C → 4BxSiyC +
(x -4)SiC，
200 100
C/SiC
C/SiC-SiB4 C/SiC
(x -4y +4)Si + 4BxSiyC → x SiB4 + 4SiC。
0 200 400 600 800 1000
进入基体中的液硅首先与 B4C
温度 /℃
颗粒反应形成 BxSiyC 的三元化合物，
（a）氧化时间 10h
进 而 继 续 与 该 三 元 化 合 物 反 应，最
400
350
300
250
C/SiC-SiB4
终形成 SiB4 颗粒。由于该三元化合 物与 Si 未能彻底反应，最终在基体 中会存于部分残余 Si 和三元化合 物，如图 3 的 XRD 结果所示。
性 的 复 合 材 料 常 采 用 的 一 种 有 效 将含 B4C 的浆料浸渍到基体内部， 方 法。 首 先 对 纤 维 预 制 体 C V I 一 直至材料致密化，最后在表面沉积
定厚度的 P y C，接着 C V I S i C 基体 一定厚度 SiC 涂层，最终形成 B4C 直 至 复 合 材 料 的 密 度 为 1.6~1.7g / 颗粒弥散改性的复合材料；或者将
200μm
200μm
纹。本实验室利用 3 种含 B 的组元
图2 B4C和SiB4颗粒弥散改性后的2D C/SiC微观形貌
材料对 SiC 基体进行改性，分别为含 B 组元（SiB4、B4C 等）的颗粒弥散改 性、硼硅玻璃改性以及 BCx 与 SiC 形 成多元多层自愈合结构改性。图 1 是为原位自生长玻璃封填裂纹的示

聚合物先驱体转化法制备多孔陶瓷的研究进展

聚合物先驱体转化法制备多孔陶瓷的研究进展

聚合物先驱体转化法制备多孔陶瓷的研究进展涂建勇, 穆阳阳, 许海龙, 殷小玮, 成来飞（西北工业大学 超高温结构复合材料国防科技重点实验室，西安 710072）摘要：聚合物转化陶瓷（polymer derived ceramics ，PDCs ）制备技术简单，烧结温度低，可设计性强，40年来得到了极大的发展。

本文综述了多孔PDCs 的研究进展，包括模板法、发泡法、冷冻铸造技术、增材制造技术等制备方法；此外，还对陶瓷前驱体如聚碳硅烷、聚硅氧烷、聚硅氮烷等分子侧链设计以调整陶瓷产物的组成、微结构、力学性能等的研究现状进行了综述；提出未来发展的方向是增材制造技术制备多孔PDCs 及陶瓷前驱体分子层面的设计。

关键词：多孔PDCs ；制备方法；增材制造技术；陶瓷前躯体分子设计doi ：10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000097中图分类号：TM285 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2019)04-0001-11聚合物转化陶瓷（polymer derived ceramics ，PDCs ）是通过热处理有机聚合物前驱体，经成型交联由热熔性聚合物转化为热固性聚合物，再经高温裂解最终获得陶瓷产物[1]；它是制备新型高温陶瓷材料的方法之一。

1960年，Ainger 等[2]和Chantrell 等[3]首先采用有机化合物作为陶瓷先驱体制备了非氧化物陶瓷。

之后Verbeek 等[4-5]分别于1973年和1974年在高温条件下，利用有机聚合物转化陶瓷技术制得直径较小的Si 3N 4/SiC 陶瓷纤维。

1975年，Yajima 等[6]首次实现了通过聚碳硅烷转化制备SiC 基陶瓷纤维。

截至目前，PDCs 相关的研究得到了极大的发展。

与传统的陶瓷制备方法相比，PDCs 制备方法的优点体现在四个方面：（1）传统聚合物成型方法，如注塑成型、挤出成型、树脂转化模塑（resin transfer molding ，RTM,）等方法均可以借助聚合物转化陶瓷法进行成型加工，克服了传统陶瓷由于高熔点导致难以加工成型的缺点[7]；（2）降低陶瓷的制备温度[8]；（3）可控制备不同陶瓷化程度的中间产物[9]；（4）可以利用前驱体聚合物的性质，如热解释放气体等来制备多孔陶瓷[9]。

一种高导热氮化硅陶瓷的制备方法[发明专利]

一种高导热氮化硅陶瓷的制备方法[发明专利]

专利名称：一种高导热氮化硅陶瓷的制备方法专利类型：发明专利
发明人：成来飞,李明星,张立同
申请号：CN201510640611.7
申请日：20150930
公开号：CN105254306A
公开日：
20160120
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种高导热氮化硅陶瓷的制备方法，首先对SiN粉进行热处理和酸洗处理，然后配制SiN浆料，用流延工艺制备SiN薄层，对薄层切割叠层后得到多孔的氮化硅粉预制体。

然后采用高纯硅粉对预制体进行液硅渗透，得到致密的SiN/Si。

在氮化炉中对SiN/Si进行氮化处理，使材料中的Si 发生氮化反应生成SiN。

与制备高导热氮化硅陶瓷常用的工艺如等静压烧结、热压烧结等相比，本发明采用流延法结合液硅渗透成型，氮化烧结工艺，不需或仅需少量机械加工，制备温度低，且不需要添加烧结助剂，避免了晶界相对于材料热导率的影响。

所制备的氮化硅陶瓷热导率可达80～
120WmK。

申请人：西北工业大学
地址：710072 陕西省西安市友谊西路127号
国籍：CN
代理机构：西北工业大学专利中心
代理人：王鲜凯
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吸波型SiC陶瓷材料的研究进展

吸波型SiC陶瓷材料的研究进展

吸波型SiC陶瓷材料的研究进展
张亚君;殷小玮;张立同;成来飞
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2014(000)006
【摘要】随着电子产品的广泛应用，电磁波泄露和干扰成为普遍问题，迫切需要发展新一代高性能吸波材料。

SiC陶瓷及陶瓷基复合材料具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、高强度、低密度、介电性能可设计等优异特性，是极具潜力的吸波型热结构材料。

化学气相渗透和先驱体转化陶瓷法可实现陶瓷材料的微结构设计，是制备高性能吸波型热结构陶瓷的主要方法，日益受到关注。

本文综述了吸波型热结构陶瓷的设计与制备方法及其吸波机理。

【总页数】6页(P113-118)
【作者】张亚君;殷小玮;张立同;成来飞
【作者单位】西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室;西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室;西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室;西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室
【正文语种】中文
【相关文献】
1.SiC/YAG复合陶瓷材料的研究进展 [J], 梁斌;张宁;崔行宇;周永辉;王晓阳;阚洪敏;才庆魁
2.高性能陶瓷材料Ti3SiC2 的研究进展 [J], 陈福;方万标;赵恩录;张文玲;苟金芳;曾雄伟
3.SiC／YAG复合陶瓷材料的研究进展 [J], 梁斌;张宁;崔行宇;周永辉;王晓阳;阚洪敏;才庆魁
4.Ti3SiC2陶瓷材料的研究进展 [J], 刘继进;李松林
5.新型金属陶瓷材料Ti3SiC2的研究进展 [J], 肖琪聃;吴珊
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清华大学杨睿副教授研究了丁腈橡胶发生热氧老化时
的交联机理
2014年8月，Journal of Applied Polymer Science期刊发表了杨睿等人题为“Investigation of Crosslinking in the Thermooxidative Aging of Nitrile–Butadiene Rubber”的论文。

橡胶发生热氧老化时，其网状结构（交联度和交联密度）会发生变化，这种变化的结果体现在力学性能上，包括拉伸强度，拉伸模量，断裂伸长率，撕裂强度等。

就丁腈橡胶（NBR）而言，热氧老化温度在100℃时，发生了交联反应使得NBR变硬了，在热氧老化很长时间后，其力学性能才跟化学结构有关。

研究者通过采用NMR，萃取溶剂法，溶胀法和ATR—FTIR来研究NBR热氧老化时的交联机理。

杨睿等研究人员认为：NBR在热氧老化过程中聚合物网络结构的变化过程（交联机理）如下图所示。

自由链快速交联到网络结构里，交联度和交联密度都增大；随后大部分自由链交联到网络结构上，此时的交联度是一定值；紧接着交联密度继续增大，网络结构变得更加紧密；最后，硬度和杨氏模量都突然增大，网络结构完全形成。

图1 热氧老化过程中聚合物网络结构的变化
在热氧老化试验中，一方面，交联密度的持续增大，使得聚合物网状结构变得越来越密，越来越硬；另一方面，在高浓度氧环境中，聚合物网状结构被破坏。

该研究成果对研究高分子基电磁波吸收材料的老化失效机制具有重要的参考价值。