一种低氧液态SiHfBCN陶瓷前驱体、制备方法及SiHfBCN陶瓷技术

技术编号:24840220 阅读:79 留言:0更新日期:2020-07-10 18:57
本发明专利技术涉及一种新型低氧、液态SiHfBCN陶瓷前驱体及其制备方法,利用有机溶剂将SiBCN前驱体和铪前驱体溶解,形成均一溶液,加入自由基引发剂,加热引发两种前驱体间双键的自由基聚合反应,加热或抽真空除去溶剂得到粘稠状液体即为SiHfBCN陶瓷前驱体,SiHfBCN陶瓷前驱体经热解处理后可得到均相的SiHfBCN陶瓷,本发明专利技术解决了铪前驱体溶解性差的问题,同时利用不饱和键的自由基聚合制备硅铪硼碳氮前驱体避免氧元素的引入,无副产物产生,制备工艺简单,且该法避免了传统难熔金属铪化物制备温度高,烧结困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低氧液态SiHfBCN陶瓷前驱体、制备方法及SiHfBCN陶瓷
本专利技术涉及一种低氧液态SiHfBCN陶瓷前驱体、制备方法及SiHfBCN陶瓷,属于无机材料领域。
技术介绍
SiC、SiBCN陶瓷具有优异的耐高温、抗氧化性能,是目前常用的碳纤维增强陶瓷基热结构复合材料基体,但该类复合材料使用温度一般不超过1600℃,难以满足新一代临近空间高超声速飞行器的使用需求。难熔金属铪化物的熔点在3000℃以上,其氧化物熔点也在2500℃以上,具有优异的耐高温性能,但是该类化合物制备温度高,且氧化后形成的氧化层疏松多孔,抗氧化性能差。将难熔金属铪化物引入到SiBCN陶瓷中形成均相的SiHfBCN陶瓷能够有效地综合Si基陶瓷优异的抗氧化性能以及铪化物优异的高温稳定性、抗烧蚀性能,可在2000℃以上使用,是未来超高温领域的研究重点,有望作为新一代耐超高温陶瓷基热结构复合材料基体在航空航天领域得到应用。目前,制备多元体系SiHfBCN陶瓷的方法主要有热压烧结法、放电等离子体烧结法、前驱体转化法,其中前两种方法的制备温度高、烧结困难,前驱体转化法制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低氧液态SiHfBCN陶瓷前驱体,其特征在于:所述前驱体的结构式如下:/n

【技术特征摘要】
1.一种低氧液态SiHfBCN陶瓷前驱体,其特征在于:所述前驱体的结构式如下:



其中:R1、R2、R3、R4、R5为H、甲基、乙烯基、苯基、炔丙基或烯丙基;x、y、z,m,n均为正整数,且x≥1,y≥1,z≥1,m≥1,n≥1。


2.权利要求1所述的低氧液态SiHfBCN陶瓷前驱体的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤(1)、采用惰性气体置换反应容器中的空气后加入有机溶剂,在20~30℃下将含不饱和基团的液态SiBCN前驱体以及含不饱和基团的铪前驱体投入到反应容器中,并加入自由基引发剂,充分搅拌均匀后得到均相溶液;
步骤(2)、对所述均相溶液进行加热,引发体系发生不饱和基团间的自由基聚合反应,得到SiHfBCN前驱体,反应温度为60~180℃,反应时间为0.5~2h;
步骤(3)、反应完后将体系温度降低至30℃以下进行减压蒸馏,除去体系中的溶剂,得到液态SiHfBCN前驱体。


3.根据权利要求2所述的低氧液态SiHfBCN陶瓷前驱体的制备方法,其特征在于:所述含不饱和基团的液态SiBCN前驱体的粘度≤200cp。


4.根据权利要求2所述的低氧液态SiHfBCN陶瓷前驱体的制备方法,其特征在于:所述含不饱和基团的铪前驱体的结构式如下:



其中:R1,R2,R3,R4为茂基、乙烯基、苯基、炔丙基或烯丙基,且R1,R2,R3,R4中至少有一种基团为乙烯基或烯丙基。


5.根据权利要求2所述的低氧液态SiHfBCN陶瓷前驱体的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中加入的SiBCN前驱体和铪...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯志海许艺芬胡继东俸翔田跃龙李媛
申请(专利权)人:航天材料及工艺研究所中国运载火箭技术研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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