江蘇特種材料陶瓷前驅(qū)體涂料

目前，陶瓷前驅(qū)體的研究在國(guó)內(nèi)外都受到了廣泛的關(guān)注。國(guó)內(nèi)技術(shù)較日本、德國(guó)等國(guó)家仍處于追趕階段，在陶瓷前驅(qū)體的開(kāi)發(fā)技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域的研究也在持續(xù)深入，還存在著研究能力較弱，研究成果產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化實(shí)力不足等諸多問(wèn)題。未來(lái)，陶瓷前驅(qū)體的發(fā)展趨勢(shì)將向更長(zhǎng)時(shí)間、更高服役溫度、更高力學(xué)強(qiáng)度方向發(fā)展，為此亟需開(kāi)展無(wú)氧陶瓷前驅(qū)體、多元復(fù)相陶瓷前驅(qū)體等新型超高溫陶瓷前驅(qū)體的開(kāi)發(fā)。同時(shí)，隨著科技的不斷進(jìn)步，陶瓷前驅(qū)體的制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展和創(chuàng)新。陶瓷前驅(qū)體的市場(chǎng)需求正在逐年增加，尤其是在制造業(yè)和新能源領(lǐng)域。江蘇特種材料陶瓷前驅(qū)體涂料

陶瓷前驅(qū)體在航天領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，從熱防護(hù)系統(tǒng)角度來(lái)講：①陶瓷基復(fù)合材料熱結(jié)構(gòu)部件：如 C/SiC 復(fù)合材料，可用于飛行器的熱防護(hù)系統(tǒng)頭錐、迎風(fēng)面大面積部位、翼前緣和體襟翼等。通過(guò)前驅(qū)體浸漬裂解工藝制備的 C/SiBCN 材料，比 C/SiC 具有更優(yōu)異的高溫抗氧化性能。在 1400℃下空氣中的氧化動(dòng)力學(xué)常數(shù) kp 明顯低于 SiC 陶瓷，且 C/SiBCN 復(fù)合材料室溫下彎曲強(qiáng)度 489MPa，在 1600℃彎曲強(qiáng)度仍達(dá)到 450MPa 以上。②超高溫陶瓷防熱材料：利用陶瓷前驅(qū)體可制備超高溫納米復(fù)相陶瓷，如 (Ti,Zr,Hf) C/SiC 陶瓷。采用乙烯基聚碳硅烷與含鈦、鋯、鉿的無(wú)氧金屬配合物反應(yīng)合成的單源先驅(qū)體，經(jīng)放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備出的此類(lèi)陶瓷，在 2200℃的燒蝕實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出極低的線燒蝕率，為 - 0.58μm/s。山西陶瓷樹(shù)脂陶瓷前驅(qū)體復(fù)合材料國(guó)家出臺(tái)了一系列政策支持陶瓷前驅(qū)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

以下是一些可以輔助研究陶瓷前驅(qū)體熱穩(wěn)定性的分析技術(shù)：熱機(jī)械分析（TMA）。①原理：在程序控溫下，測(cè)量陶瓷前驅(qū)體在受熱過(guò)程中尺寸或形變隨溫度的變化。通過(guò)記錄樣品的膨脹、收縮或其他尺寸變化，可以了解其在不同溫度下的熱膨脹行為和結(jié)構(gòu)變化。②應(yīng)用：確定陶瓷前驅(qū)體的熱膨脹系數(shù)，判斷其在加熱過(guò)程中是否發(fā)生相變、燒結(jié)等引起尺寸突變的現(xiàn)象。例如，在陶瓷前驅(qū)體的燒結(jié)過(guò)程中，TMA 可以監(jiān)測(cè)其收縮行為，確定較適合燒結(jié)溫度范圍。

人工智能和大數(shù)據(jù)的發(fā)展離不開(kāi)高性能的計(jì)算芯片和存儲(chǔ)設(shè)備。陶瓷前驅(qū)體在制備高性能的半導(dǎo)體材料和封裝材料方面具有重要作用，有助于提高計(jì)算芯片的性能和存儲(chǔ)設(shè)備的可靠性，為人工智能和大數(shù)據(jù)的發(fā)展提供支持。新能源汽車(chē)的快速發(fā)展，對(duì)電子元件的耐高溫、耐腐蝕、高可靠性等性能提出了更高要求。陶瓷前驅(qū)體可用于制備新能源汽車(chē)中的電池管理系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的電子元件，具有廣闊的應(yīng)用前景。陶瓷前驅(qū)體的制備過(guò)程較為復(fù)雜，成本相對(duì)較高，這在一定程度上限制了其大規(guī)模應(yīng)用。通過(guò)優(yōu)化制備工藝、提高生產(chǎn)效率、降低原材料消耗等方式，可以有效降低陶瓷前驅(qū)體的成本。目前，陶瓷前驅(qū)體在電子領(lǐng)域的應(yīng)用還缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這給產(chǎn)品的質(zhì)量控制和市場(chǎng)推廣帶來(lái)了一定的困難。相關(guān)行業(yè)組織和企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)合作，共同制定陶瓷前驅(qū)體的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，促進(jìn)市場(chǎng)的健康發(fā)展。陶瓷前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備的碳化硼陶瓷具有高硬度和低密度的特點(diǎn)，是一種理想的防彈材料。

常見(jiàn)的陶瓷前驅(qū)體主要包括聚合物前驅(qū)體、金屬有機(jī)前驅(qū)體和溶膠 - 凝膠前驅(qū)體等，其中金屬有機(jī)前驅(qū)體包含下述：①金屬醇鹽：如鈦酸丁酯等，是制備鈦酸鹽陶瓷的常用前驅(qū)體。在溶膠 - 凝膠法中，金屬醇鹽通過(guò)水解和縮聚反應(yīng)，可形成金屬氧化物陶瓷。以鈦酸丁酯為前驅(qū)體制備二氧化鈦陶瓷時(shí)，鈦酸丁酯在水和催化劑的作用下發(fā)生水解，生成氫氧化鈦，再經(jīng)過(guò)加熱脫水等過(guò)程，得到二氧化鈦陶瓷。②金屬有機(jī)框架（MOFs）：具有多孔結(jié)構(gòu)和可調(diào)節(jié)的化學(xué)組成，可作為金屬氧化物或金屬陶瓷的前驅(qū)體。MOFs 在高溫下分解，能夠產(chǎn)生特定組成和形貌的金屬氧化物或金屬陶瓷材料。國(guó)際上關(guān)于陶瓷前驅(qū)體的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)日益頻繁，促進(jìn)了該領(lǐng)域的發(fā)展。山西陶瓷樹(shù)脂陶瓷前驅(qū)體復(fù)合材料

熱重分析可以確定陶瓷前驅(qū)體的熱分解溫度和陶瓷化產(chǎn)率。江蘇特種材料陶瓷前驅(qū)體涂料

從電磁屏蔽材料和復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件制造這兩個(gè)方面來(lái)說(shuō)，以聚碳硅烷 / 烯丙基酚醛（PCS/APR）為聚合物陶瓷前驅(qū)體，制備的多層 SiC/CNT 復(fù)合膜，在有 50μm 的厚度下，具有高達(dá) 73dB 的電磁屏蔽效能。燒蝕實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合膜成功克服了碳納米管膜易被燒蝕氧化的特點(diǎn)，且在燒蝕后，仍然具有 30dB 電磁屏蔽效能，滿足電磁屏蔽材料的屏蔽效能商用標(biāo)準(zhǔn)。陶瓷增材制造技術(shù)通常采用陶瓷前驅(qū)體為原料，通過(guò)光固化等增材制造技術(shù)得到具有復(fù)雜精細(xì)結(jié)構(gòu)的陶瓷坯體，再經(jīng)過(guò)脫脂、燒結(jié)等工藝，得到精密陶瓷部件。光固化陶瓷 3D 打印技術(shù)可以制造出既輕又強(qiáng)的部件，還能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造，為設(shè)計(jì)師提供了更大的自由度。江蘇特種材料陶瓷前驅(qū)體涂料