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先驱体陶瓷

综述了用先驱体法制备陶瓷纤维、陶瓷基复合材料等的特点及其研究进展 ,针对制备陶瓷基复合材料基体的有机聚合物先驱体 ,  (本文共6页) 阅读全文>>

国防科学技术大学
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含锆耐超高温陶瓷先驱体的设计、合成及其性能研究

耐超高温陶瓷基复合材料在高超声速飞行器、火箭热防护结构和火箭发动机等新一代飞行器及关键部件中有很好的应用前景。先驱体浸渍裂解技术(Precursor infiltration pyrolysis,PIP)是制备超高温陶瓷基复合材料的有效手段,如何获得组成结构可控、溶解性或熔融性良好且陶瓷产率高的先驱体是该技术的核心问题。本论文采用格氏反应和胺置换反应路线,通过在先驱体聚合物中形成Zr-C/Zr-N键的方式引入Zr元素,直接合成了组成结构可调控、溶解性和熔融性较好、陶瓷产率较高的ZrC-SiC、ZrC-ZrB_2复相陶瓷先驱体,且这些先驱体裂解的陶瓷产物表现出优良的高温稳定性。具体工作主要包括以下几个方面:利用密度泛函理论(DFT)研究了Zr-C及Zr-N两种化学键的成键反应过程,分析了反应物、中间产物以及目标产物的结构及成键性能,对Zr-C/Zr-N键成键机理进行了模拟并对其能量变化进行了计算。HOMO轨道计算结果表明,格氏反应...  (本文共184页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
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有机先驱体对硅橡胶基绝热材料性能的影响

固体火箭发动机燃烧室中温度高达3000℃以上,因此要求绝热材料具备好的耐高温、抗烧蚀性能。硅橡胶基绝热材料具有良好的高温抗氧化和耐烧蚀能力,是一种先进的高性能绝热材料。在烧蚀过程中,硅橡胶基绝热材料生成含Si C、C和Si O2的陶瓷层。显然,陶瓷层是硅橡胶基绝热材料耐烧蚀的关键结构。但目前缺乏对陶瓷层性质(结构和组成)与线烧蚀率关系的认识,也未知可生成陶瓷的先驱体种类及含量对绝热材料的耐烧蚀性能和陶瓷层性质的影响。因此,认识上述关系可为绝热材料的配方设计和性能优化提供依据,有利于进一步降低硅橡胶基绝热材料的线烧蚀率。本文分别研究了富碳先驱体(酚醛树脂、先驱体A和先驱体B)、富硅先驱体(聚碳硅烷、乙烯基聚碳硅烷和先驱体C)对硅橡胶基绝热材料性能和陶瓷层性质的影响。通过改变富碳先驱体、富硅先驱体的种类和含量,调节绝热材料的线烧蚀率和陶瓷层的性质,研究硅橡胶基绝热材料线烧蚀率与陶瓷层性质之间的相关性。在硅橡胶基绝热材料体系中引入富碳...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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B、N改性SiOC基陶瓷的制备及性能

SiOC先驱体陶瓷由于具有成本低廉、合成工艺简单、成型性优异、热学和力学性能优于熔石英等一系列优点,在民用领域和一些温度要求不高的军事领域获得了应用。但是大多数SiOC陶瓷在1300℃左右就开始发生碳热还原反应造成材料的分解,耐热性不高限制了SiOC陶瓷的应用。为了提高SiOC陶瓷的高温稳定性,本文通过对SiOC陶瓷进行异质元素(B、N)掺杂改性,制备了SiOCB和SiOCN陶瓷。系统的研究了B或N元素对SiOC先驱体和陶瓷的分子结构演化、先驱体裂解机理、非晶陶瓷析晶行为和陶瓷高温稳定性的影响。证明SiOCB和SiOCN陶瓷的耐热温度更高。并利用这两类先驱体的优异的成型性能,制备了SiOCB陶瓷纤维、UD-Cf/SiOCB陶瓷基复合材料和藕状SiOCN多孔陶瓷。本文所取得的主要研究成果概述如下:通过对聚甲基氢硅氧烷、乙醇、硼酸为原料经醇解和溶胶-凝胶反应合成了SiOCB凝胶先驱体。B元素以≡Si-O-B的结构形式进入到Si-O-...  (本文共152页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
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碳化锆复相陶瓷前驱体的合成与理化性能研究

先驱体转化法制备超高温陶瓷具有组成结构可设计、成型温度低、设备简单等优点,是制备结构功能一体化陶瓷材料的重要方法。为解决有氧先驱体由于高温碳热还原而导致的陶瓷产率低、孔隙率高和成本高等缺点,本论文通过自由基聚合反应,制备了ZrC/C、ZrC/SiC和ZrC/SiBNC三种无氧的超高温陶瓷先驱体。其中ZrC/C陶瓷先驱体的合成是基础,其它两种超高温陶瓷先驱体则是在ZrC/C陶瓷先驱体的基础上加入低分子量聚碳硅烷(LPCS)或低分子量聚硼硅氮烷(LPBSZ)进行共聚,目的是为了引入Si和B等元素,提高ZrC陶瓷的抗氧化性能。三种先驱体均具有较高的陶瓷产率和低的陶瓷化温度,且具备一定的成型性能。Cp_2ZrCl_2与烯丙基氯化镁直接反应得到活性单体二烯丙基二茂化锆,经自由基聚合制备了ZrC/C陶瓷先驱体聚锆烷(PZC)。PZC氧含量低于3.5wt%,软化点约为160℃,且能够溶解于二甲苯、甲苯、四氢呋喃和二甲基甲酰胺等有机溶剂,100...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
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耐超高温陶瓷先驱体及其复合材料的制备和性能研究

高超音速飞行器速度的提高对飞行器的鼻锥、机翼前缘和发动机等热结构部件的承载和超高温抗烧蚀性能提出了严峻的挑战,因此迫切需要开发具有良好力学性能和抗烧蚀性能的耐超高温材料。针对现有耐超高温材料的不足,提出采用先驱体浸渍-裂解工艺(PIP)制备连续纤维增强耐超高温陶瓷基复合材料。采用混合-反应法制备了TiC、ZrC、ZrB_2等耐超高温陶瓷先驱体,在此基础上采用PIP工艺制备了C/ZrC、C/ZrC-SiC复合材料,研究了界面涂层对复合材料性能的影响,探讨了复合材料在氧乙炔焰和电弧风洞环境中的烧蚀机理。采用混合-反应法制备了TiC、ZrC、ZrB_2等耐超高温陶瓷先驱体,并研究了交联、裂解机理。首先,以钛酸丁酯和二乙烯基苯(DVB)分别为钛源和碳源,混合得到了TiC先驱体。该先驱体在120~210℃可通过DVB自身的交联而固化,283~297℃分解得到t-TiO_2,445~461℃继续分解得到裂解碳,1200℃通过碳热还原反应得到...  (本文共165页) 本文目录 | 阅读全文>>