一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维及其制备方法、应用技术

技术编号:37852869 阅读:12 留言:0更新日期:2023-06-14 22:44
本发明专利技术公开一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维及其制备方法、应用,该制备方法以含Si

【技术实现步骤摘要】
一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及SiCN陶瓷纤维
,尤其是一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]研发集“耐高温、承力、吸波”等多功能于一体的高温吸波陶瓷纤维,是发展先进空天隐身装备亟需突破的关键瓶颈。目前,常见的高温吸波陶瓷纤维为SiC纤维,其长时使用温度不超过1200℃,更高温度下会发生SiC
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杂质相的显著分解,造成纤维力学性能急剧下降。SiCN陶瓷纤维具有优异的耐高温性能,在1400℃以上才发生组成结构的变化,且具有宽域可调控的介电性能,在高温吸波应用领域比SiC纤维更有优势,受到了多内外研究者的广泛关注。但是,SiCN陶瓷纤维的导电组分被Si3N4和无定形SiC
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等绝缘组分包裹,导致其漏电电流较小,电导损耗的贡献值也较小。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维及其制备方法、应用,用于克服现有技术中SiCN陶瓷纤维导电性能不佳等缺陷。
[0004]为实现上述目的,本专利技术提出一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的制备方法,包括以下步骤:
[0005]S1:以含Si

N主链的先驱体和含Si

C主链的先驱体为原料,将两种先驱体溶解到有机溶剂中,搅拌均匀,得到混合溶液;
[0006]S2:将所述混合溶液在惰性气氛条件下进行热回流处理以使两种先驱体形成化学键合界面;
[0007]S3:将经过步骤S2的混合溶液在加热条件下减压蒸馏,得到具有丰富界面键合的双组分先驱体聚合物;
[0008]S4:对所述双组分先驱体聚合物进行熔融纺丝、辐射不熔化和热解,以将界面键合遗传至无机陶瓷中,得到具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维。
[0009]为实现上述目的,本专利技术还提出一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维,由上述所述制备方法制备得到。
[0010]为实现上述目的,本专利技术还提出一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的应用,将上述所述制备方法制备得到的SiCN陶瓷纤维或者上述所述SiCN陶瓷纤维用于制备高温吸波结构复合材料。
[0011]与现有技术相比,本专利技术的有益效果有:
[0012]本专利技术提供的具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的制备方法,以含Si

N主链的先驱体和含Si

C主链的先驱体为原料,利用两者的相似相容特性和互补反应活性,获得具有丰富界面键合的双组分先驱体聚合物。将上述先驱体进行熔融纺丝、辐射不熔化和高温热解等步骤,制备得到具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维。本专利技术制备的SiCN陶瓷纤维具有丰富
的界面相,一方面来源于先驱体界面键合的热解遗传,一方面来源于含有Si

C主链先驱体热解形成SiC微晶颗粒的界面。相比已有报道的SiCN纤维制备方法,本专利技术提供的制备方法主要有以下三大优点:1、所用双组分先驱体对空气敏感度较低,易于简化纤维制备工艺流程,降低纤维制备成本;2、丰富的界面相可以形成较多的极化损耗位点,使SiCN纤维具有优异的电磁吸波性能;3、SiCN纤维中含有较多的SiC纳米微晶颗粒,能够显著提高纤维的高温稳定性能。因此,本专利技术制备的SiCN陶瓷纤维可很好的应用在制备高温吸波结构复合材料。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0014]图1为实施例1所得具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的反射系数与电磁波频率的关系曲线;
[0015]图2为实施例1所得具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的SEM图片;
[0016]图3为实施例2所得具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的SEM图片;
[0017]图4为实施例3所得具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的SEM图片;
[0018]图5为实施例4所得具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的SEM图片。
[0019]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。
[0021]另外,本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0022]无特殊说明,所使用的药品/试剂均为市售。
[0023]本专利技术提出一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的制备方法,包括以下步骤:
[0024]S1:以含Si

N主链的先驱体和含Si

C主链的先驱体为原料,将两种先驱体溶解到有机溶剂中,搅拌均匀,得到混合溶液;
[0025]S2:将所述混合溶液在惰性气氛条件下进行热回流处理以使两种先驱体形成化学键合界面;
[0026]S3:将经过步骤S2的混合溶液在加热条件下减压蒸馏,得到具有丰富界面键合的双组分先驱体聚合物;
[0027]S4:对所述双组分先驱体聚合物进行熔融纺丝、辐射不熔化和热解,以将界面键合遗传至无机陶瓷中,得到具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维。
[0028]为了提高SiCN陶瓷纤维的电磁吸波性能,本专利技术提供了一种在SiCN纤维中原位形
成丰富界面相的通用方法。丰富的界面相能够有效提高极化损耗位点,从而提高SiCN纤维的电磁吸波性能。该方法基于含Si

N主链先驱体和含Si

C主链先驱体为原料,利用两者的相似相容特性和互补反应活性,获得具有丰富界面键合的双组分先驱体聚合物。将上述先驱体进行熔融纺丝、辐射不熔化和高温热解等步骤,制备得到具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维。SiCN陶瓷纤维丰富的界面相,一方面来源于先驱体界面键合的热解遗传,一方面来源于含有Si

C主链先驱体热解形成SiC微晶颗粒的界面。相比已有报道的SiCN纤维制备方法,本专利技术制备的含丰富界面相的SiCN纤维,具有更加优异的电磁吸波性能和高温稳定性能。
[0029]优选地,在步骤S1中,所述含Si

N主链的先驱体为聚硅氮烷或者聚硅氮碳烷;所述含Si

C主链的先驱体为聚碳硅烷。
[00本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:以含Si

N主链的先驱体和含Si

C主链的先驱体为原料,将两种先驱体溶解到有机溶剂中,搅拌均匀,得到混合溶液;S2:将所述混合溶液在惰性气氛条件下进行热回流处理以使两种先驱体形成化学键合界面;S3:将经过步骤S2的混合溶液在加热条件下减压蒸馏,得到具有丰富界面键合的双组分先驱体聚合物;S4:对所述双组分先驱体聚合物进行熔融纺丝、辐射不熔化和热解,以将界面键合遗传至无机陶瓷中,得到具有丰富界面相的SiCN陶瓷纤维。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述含Si

N主链的先驱体为聚硅氮烷或者聚硅氮碳烷;所述含Si

C主链的先驱体为聚碳硅烷。3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述含Si

N主链的先驱体和含Si

C主链的先驱体的质量比例为5:1~1:5。4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述有机溶剂为二甲苯、甲苯、四氢呋喃和二甲基甲酰胺中的一种。5.如权利要求1所述的制备方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:龙鑫邵长伟王小宙王兵苟燕子韩成张晓山王应德
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学
类型:发明
国别省市:

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