聚硅氮烷/聚碳硅烷法制备低孔SiC/SiCN微晶玻璃：工艺与结构

本文报道了唐保军、张跃等人在中国科技论文在线上发表的关于聚硅氮烷/聚碳硅烷（PSZ/PCS）制备SiC/SiCN微晶玻璃的研究。这项工作采用了液相混合的策略，将这两种预成体作为原料，通过先驱体转化法来制备具有优异性能的复合材料。 首先，研究团队以等比例的PSZ和PCS（1:1 wt/wt）为基料，通过450℃/1h的热压工艺进行预处理。在这个过程中，他们关注了热处理温度和时间对材料微观结构的影响。结果显示，经过1300℃/2h的裂解后，所得的SiC/SiCN微晶玻璃具有较低的气孔率，仅为11.92%，这表明其致密性良好。 随着温度升高，观察到在1300℃时，SiC晶体开始析出，表明此温度下有相变过程。进一步加热到1500℃时，发现β-SiC晶体尺寸在4~45纳米范围内，均匀地分散在非晶态玻璃基质中，形成了独特的微晶结构。这种微晶玻璃的特点是同时包含SiC和SiCN，提供了高强度和耐高温的特性。 此外，文章还提到了研究中的一个重要发现，即在先驱体转化过程中，剩余的游离碳经历了一种有序转变，形成有序石墨碳，这可能是通过碳的再分布和重组实现的，有助于优化最终产品的性能。 该研究的创新之处在于利用聚硅氮烷和聚碳硅烷作为低成本且易于加工的先驱体，成功制备出高性能的SiC/SiCN微晶玻璃，这对于发展新型陶瓷材料和工业应用具有重要的理论和实践意义。作者唐保军作为在读博士，其主要研究方向集中在特种陶瓷材料上，而导师张跃教授则专注于特种陶瓷材料和计算材料学的研究，他们的合作为深入理解材料微观结构和性能优化提供了宝贵的线索。 关键词方面，"材料物理与化学"、"先驱体转化"以及"微晶玻璃"揭示了本文的核心研究内容，这也是该领域研究人员关注的热点话题。整个研究工作不仅提供了实验数据支持，也对SiC/SiCN微晶玻璃的合成方法和性质调控提供了新的理论指导。