硅硼碳氮陶瓷及其制备方法

摘要

本发明的涉及一种硅硼碳氮陶瓷及其制备方法，具体以基于双碳链或多碳链结构单元的胺为反应物进行胺解氯硅烷，进而硼氢化反应合成聚硼硅胺烷，以其为前驱体热解制备硅硼碳氮陶瓷。本发明通过将双碳链引入前驱体结构合成聚硼硅胺烷，使C-N形成键连，促进硅的碳氮化物的出现，有助于提高硅硼碳氮陶瓷的高温性能。用本发明制备硅硼碳氮陶瓷，具有结构和组成可设计性高等优点，适合于制备高纯度陶瓷。用本发明技术制备的硅硼碳氮陶瓷，组成可控，碳含量和硼含量可调，可制备具有优异高温性能的硅硼碳氮陶瓷，应用于航空航天、高温系统、机械、冶金、化工等领域。

主权项

一种硅硼碳氮陶瓷，其特征在于以含双碳链的胺为氮源，胺解含乙烯基的氯硅烷和含Si‑H基团的氯硅烷，进而和含硼氢基团的硫醚硼烷反应合成含双碳链的聚硼硅胺烷，经热解制备的；含乙烯基的氯硅烷和含Si‑H基团的氯硅烷的摩尔比为1：1；氯硅烷和胺的摩尔比为1：1；含乙烯基的氯硅烷和硫醚硼烷的摩尔比为1‑3：1；所含双碳链为‑N‑CH₂‑ CH₂‑N‑链； 所述的胺为乙二胺；所述的含乙烯基的氯硅烷是乙烯基三氯硅烷CH₂=CH‑SiCl₃、二乙烯基二氯硅烷CH₂=CH‑Si(CH₂=CH)Cl₂、甲基乙烯基二氯硅烷CH₂=CH‑Si(CH₃)Cl₂和二甲基乙烯基氯硅烷CH₂=CH‑Si(CH₃)₂Cl中的至少一种；所述的含Si‑H基团的氯硅烷是甲基氢二氯硅烷HSi(CH₃)Cl₂、二甲基氢氯硅烷HSi(CH₃)₂Cl和乙基氢二氯硅烷HSi(C₂H₅)Cl₂中的至少一种；具体制备工艺：1）将氯硅烷和胺混合进行胺解反应，温度为0‑120 ^oC；2）和硫醚硼烷混合进行硼氢化反应，温度0‑30 ^oC；3）热解聚硼硅胺烷形成硅硼碳氮陶瓷，热解条件为600‑2000 ^oC，惰性、活性或真空气氛；所述惰性或活性气氛为氩气、氦气、氮气、氨气、空气中的至少一种。