有机聚合物先驱体法制备SiBONC复合陶瓷

李峰¹，雷廷权¹，宋亮¹，周玉¹，温广武¹

(1.哈尔滨工业大学材料学院,黑龙江,哈尔滨,150001)

摘要:通过有机聚合物先驱体法使用氯代硅氧烷[(SiOCl2)n]、烷基胺(RNH2)、三氯化硼(BCl3)为原料,对SiO2基陶瓷进行了B,C,N的原子级掺杂,制备了一种硅基复合陶瓷.通过有机-无机裂解转化制备了陶瓷的纳米粉体,其Si:B的摩尔比为80:20,将该粉体热压制备了复合陶瓷材料.通过力学分析,XRD,SEM,FT-IR,TEM等测试手段对材料的结构和性能进行了分析研究.陶瓷材料的密度在1.95 g/cm3～2.15 g/cm3之间,力学性能在1700℃,25 Mpa热压条件下达到最高,其抗弯强度为150.50 Mpa、维氏硬度为3.78GPa、断裂韧性为2.10 Mpa·m1/2.得到的复合陶瓷在1700℃时仍保持非晶态,在1800℃时有少量的纳米级SiC球形颗粒析出.分析认为:B,C,N的原子级掺杂引入显著提高了SiO2基陶瓷材料的力学性能和析晶温度,十分有效的提高了陶瓷材料的热稳定性.

关键词:先驱体; 有机硅聚合物; 非晶态; 复合陶瓷; 有机-无机转化;

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