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硅酸铝针刺毯-陶瓷纤维具有优异的耐高温、抗氧化以及抗蠕变等性能

文章出处:盛世金鼎水泥厂保温耐火材料网 人气:101发表时间:2020-03-27 13:45:18

陶瓷纤维是从纤维状结构的矿物岩石中经融熔、使熔体分裂、牵伸成纤维(离心法或喷吹法),并用不同有机、无机试剂表面改性处理后制成的棉状纤维,纤维长度多为30~250 mm,纤维表面呈光滑的圆柱形,横截面通常是圆形,其主要化学成分为:SiO:≥51%;Al2Og≥45%;Fe2O3≤1.2%;CaO≤1.2%;Na2O十K20≤1.2%。包括硅酸铝纤维、氧化铝纤维、岩棉纤维、玻璃纤维等,陶瓷纤维具有强度高、隔热性好、气孔率高、抗热冲击性好、耐腐蚀等特点、广泛用于高温窑炉、绝热材料、摩擦材料、密封材料等领域。

Si-B-N-C纤维具有优异的耐高温、抗氧化以及抗蠕变等性能,在航空航天领域具有广阔的应用前景,目前已成为高性能陶瓷领域的研究热点1-8].由于Si和B等元素在其氮化物和碳化物中的自扩散系数极低,很难采用传统的粉末烧结技术制备Si-B-N-C纤维,先驱体转化技术是制备Si-B-N-C陶瓷纤维的有效途径9),其主要工艺包括先驱体的合成、纺丝、先驱体丝的不熔化处理以及高温裂解等过程.
目前,Si-B-N-C 陶瓷纤维先驱体的合成主要采用单体路线.它是指先合成含Si,B,N和C的单体[称为单源先驱体(Single source precursor)],然后以适当的方式使单体聚合即得到Si-B-N-C陶瓷先驱本1.25.8.Jansen等[5]以六甲基二硅氮烷、SiCl、BCl,为起始原料,首先在-78 C经多步反应,合成单源先驱体Cl,Si--NH--BCI2(TADB),再通过胺解TADB、热交联等过程即得到N-甲基聚硼硅氮烷先驱体,经熔融纺丝、不熔化处理后再在氮气中高温裂解,得到连续的Si-B-N-C纤维.该方法的优点是先驱体的组成和结构特征往往能保持到目标陶瓷产物中.然而,过程复杂、成本高是单体路线等缺点,无疑给Si-B-N-C陶瓷纤维的制备和应用增大了难度.为此,本课题组以甲基氢二氯硅烷、三氯化硼、六甲基二硅氮烷为起始原料,采用相对简单的路径,通过--步缩合反应合成了一种新型陶瓷纤维先驱体聚硼硅氮烷(PBSZ)[10].在此基础上,本文通过对PBSZ先驱体进行熔融纺丝、不熔化处理以及高温裂解得到了相应的Si-B-N-C 纤维,并对其组成、结构和性能进行了初步表征.

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