先驱体浸渍-裂解法制备高密度再结晶碳化硅

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1、硅酸盐学报第38卷第8期Vol.38，No.82010年8月JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETYAugust，2010先驱体浸渍–裂解法制备高密度再结晶碳化硅郭文明，肖汉宁，雷海波，谢文(湖南大学材料科学与工程学院，长沙410082)摘要：分别采用聚碳硅烷(polycarbosilane，PCS)/二甲苯(xylene)溶液和SiC/PCS/xylene浆料浸渍–裂解(precursorimpregnationandpyrolysis，PIP)法制备高密度再结晶碳化硅(recrystall

2、izedSiC，RSiC)。测量了RSiC的体积密度和抗弯强度。用扫描电镜观察了RSiC样品的显微结构。结果表明：采用33PCS/xylene溶液浸渍的裂解产物均匀分布在RSiC的孔隙中，经6次PIP循环后，RSiC的密度从2.74g/cm提高到约2.90g/cm，抗弯强度与初始样品相比提高了28.1%。采用SiC/PCS/xylene浆料浸渍后的产物在基体中呈梯度分布，基体表层孔隙填充致密，有利于提高RSiC的抗氧化能力。仅33次PIP循环后，RSiC的密度就可达2.90g/cm，抗弯强度也可提高37.0%。关键词：

3、再结晶碳化硅；浸渍–裂解法；聚碳硅烷；致密化中图分类号：O482.3文献标志码：A文章编号：0454–5648(2010)08–1514–05DENSIFICATIONOFRECRYSTALLIZEDSILICONCARBIDEPREPAREDBYPRECURSORIMPREGNATIONANDPYROLYSISPROCESSGUOWenming，XIAOHanning，LEIHaibo，XIEWen(CollegeofMaterialScienceandEngineering,HunanUniversity,Chan

4、gsha410082,China)Abstract:ThedenserecrystallizedSiC(RSiC)materialswerepreparedbyaprecursorimpregnationandpyrolysis(PIP)processus-ingpolycarbosilane(PCS)/xylenesolutionandSiC/PCS/xyleneslurryasimpregnatedagents,respectively.ThedensityandbendingstrengthofRSiCwerem

5、easured,anditsmicrostructureswereobservedbyscanningelectronmicroscopy.TheresultsshowthatthepyrolysisproductsviaPCS/xylenesolutionaredistributedhomogeneouslyintheporesofRSiC,andwith6PIPcyclesitsdensity33increasesfromtheoriginaldensityof2.74g/cmtoabout2.90g/cm,asa

6、result,itsbendingstrengthincreasesby28.1%comparedtothatoforiginalRSiC.However,thepyrolysisproductsviaSiC/PCS/xyleneslurryhaveagradientdistribution,namelycondensationinexteriorandloosedistributionininterior,whichmightimprovetheoxidationresistanceofRSiC.Withonly3P

7、IPcyclesviaSiC/3PCS/xyleneslurry,thedensityofceramicreachesto2.90g/cm,anditsbendingstrengthshouldbeincreasedby37.0%accordingly.Keywords:recrystallizedsiliconcarbide;precursorimpregnationandpyrolysis;polycarbosilane;densification再结晶碳化硅(recrystallizedSiC，RSiC)由于其法

8、获得的RSiC的密度最大，也仅为其理论密度的纯度高、不含有晶界杂质相而具有优异的高温强度85%左右，且绝大部分气孔为开口气孔。RSiC高的保持能力、抗氧化性、高热导率以及较小的热膨胀气孔率，致使其室温强度仅为80～100MPa，高温系数，因此广泛用作高温结构材料，尤其是在1500强度为120～130MPa，热导率仅20～30W/(