前驱体转化法制备SiBCN复合陶瓷高温稳定性研究

发布时间：2021-10-22 10:36

　　SiBCN陶瓷以其极好的结构稳定性、抗氧化性能、抗蠕变性能以及高温稳定性,在运输,航天,能源,信息,微电子等领域有广泛的应用前景。当前SiBCN陶瓷的制备方法主要包括有机前驱体转化法、磁控溅射法和机械合金化加热压烧结法。有机前驱体转化法虽然可以设计分子结构、制备产物原子分布均匀、较低的烧结温度,但其原料昂贵、合成工艺路线复杂且无法制备较大尺寸的陶瓷块体;磁控溅射法主要用于具有光电性能的陶瓷薄膜;机械合金化加热压烧结法工艺简单,原料无毒且成本低,可以制备具有优异综合力学性能的大尺寸块体陶瓷,但其需要同时满足40 MPa的高压与1900℃的高温,限制了其广泛使用。本文设计了一种前驱体转化法和球磨相结合的方法:既可以通过前驱体法引入预期的结构,同时使用的无机粉末均为已经工业化生产或者工业回收物;烧结温度只有1400℃,远低于机械合金化热压烧结法。该制备方法不仅利用常见的工业化材料制备出了具有较好稳定性的SiBCN陶瓷,还为证明该系列陶瓷高温稳定性机理提供一种新的探究思路。实验采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、激光粒度仪、热重分析、有机元素分析等方法分析表征制备SiBCN陶瓷以及中间产物的结... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

前驱体法制备SiBCN的一般步骤[13]

图 1-2 机械合金法法制备 SiBCN 的一般步骤[37]1.2.3 反应磁控溅射法合成 SiBCN 陶瓷反应磁控溅射法通常是在各种基质上合成各种功能性薄膜。近几年发展出了在陶瓷或者金属基质上合成 SiBCN 薄膜[32,52,53]。在该制备方法中，一般使用 Si、石墨或者硼作为靶，采用 Si、氧化硅或者其他合金作为基质。合成过程通常包括如下步骤，如图 1-3 所示：首先给反应室抽真空，然后通入混合 N2与 Ar，然后在辉光放电效应的作用下，混合气体发生电离，从而产生高速的电子或者离子，轰击靶材料表面，使得表面也转变成为离子或者气态原子，最后来自靶表面的原子以及氮原子沉积到基质表面，形成含有 SiBCN 四中元素的陶瓷薄膜。该薄膜光滑平整，为无定型结构，厚度大约在 1-5 μm[6]。

1-2 机械合金法法制备 SiBCN 的一般步骤[37]法合成 SiBCN 陶瓷常是在各种基质上合成各种功能性薄膜。近合成 SiBCN 薄膜[32,52,53]。在该制备方法中，用 Si、氧化硅或者其他合金作为基质。合成过：首先给反应室抽真空，然后通入混合 N2与混合气体发生电离，从而产生高速的电子或者转变成为离子或者气态原子，最后来自靶表面形成含有 SiBCN 四中元素的陶瓷薄膜。该薄约在 1-5 μm[6]。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3450925