先驱体陶瓷 从纳米结构到应用

第1章 先驱体陶瓷发展历史回顾 1

1.1 整体评述 1

1.2 发展历史 2

1.3 参考文献 5

第2章 先驱体聚合物的合成与性质 10

2.1 先驱体聚合物的化学设计 10

2.1.1 硼基先驱体 10

2.1.2 Al基先驱体 25

2.1.3 有机硅聚合物陶瓷先驱体 39

2.2 先驱体聚合物的流变学 70

2.2.1 引言 70

2.2.2 振荡剪切流变 71

2.2.3 聚硼吖嗪的流变学 75

2.2.4 溶胶-凝胶流变学 77

2.2.5 结语 80

2.2.6 参考文献 83

2.3 聚合物-陶瓷转化过程 85

2.3.1 引言 85

2.3.2 交联过程 85

2.3.3 陶瓷转化热解过程 90

2.3.4 结语 95

2.3.5 参考文献 96

第3章 微观结构的演变与表征 100

3.1 引言 100

3.2 微观结构和表征技术 101

3.3 SiCN体系 102

3.3.1 聚合物结构和相分离 103

3.3.2 残余孔隙的作用 110

3.3.3 化学计量SiCN 117

3.3.4 更复杂的系统 121

3.4 SiBCN体系 121

3.4.1 理论思考 122

3.4.2 高温性能 123

3.5 SiCO体系 133

3.5.1 化学计量SiCO 134

3.5.2 富硅SiCO 136

3.5.3 硅在SiCO中的扩散 138

3.5.4 富碳SiCO 140

3.5.5 新型富碳SiCO纳米复合材料 142

3.6 非晶SiCO的建模方法 144

3.6.1 模拟过程简介 144

3.6.2 计算方法 145

3.6.3 模拟结果 148

3.6.4 结构模拟的探讨 155

3.6.5 模拟结果总结 157

3.7 结语 158

3.8 参考文献 158

第4章 性能 166

4.1 热稳定性：分解和结晶 166

4.1.1 引言 166

4.1.2 热力学分析 171

4.1.3 退火过程中的质量损失 173

4.1.4 退火诱导的结构转变 175

4.1.5 结语 178

4.1.6 参考文献 178

4.2 力学性能 182

4.2.1 引言 182

4.2.2 弹性 183

4.2.3 蠕变、黏度和黏弹性 188

4.2.4 压痕测试 191

4.2.5 断裂行为 195

4.2.6 其他 197

4.2.7 参考文献 199

4.3 光学性质 201

4.3.1 引言 201

4.3.2 由含Si—H键的溶胶-凝胶先驱体合成透明块状SiCO玻璃陶瓷 202

4.3.3 含有纳米Si和SiC微晶的SiCO透明玻璃陶瓷块体 204

4.3.4 SiCO发光薄膜 205

4.3.5 SiOCN和SiCN先驱体陶瓷的光致发光性能 206

4.3.6 参考文献 206

4.4 电学性能 208

4.4.1 引言 208

4.4.2 PDC电学性能的研究 208

4.4.3 Si-C-N体系：热解温度、微观结构及游离碳含量的影响 209

4.4.4 Si-O-C体系：热解温度、微观结构及游离碳含量的影响 211

4.4.5 非晶PDC的导电机理 212

4.4.6 游离碳的作用 214

4.4.7 压电电阻性能 215

4.4.8 结语与展望 215

4.4.9 参考文献 217

4.5 磁性能 219

4.5.1 引言 219

4.5.2 含铁陶瓷 219

4.5.3 含钴陶瓷 222

4.5.4 含钌陶瓷 223

4.5.5 结语 223

4.5.6 参考文献 223

4.6 具有催化潜力的含金属先驱体 225

4.6.1 引言 225

4.6.2 具有催化活性的先驱体陶瓷的要求和合成思路 226

4.6.3 由化学改性先驱体制备的含金属先驱体陶瓷 227

4.6.4 结语与展望 230

4.6.5 参考文献 231

4.7 先驱体转化陶瓷的氧化行为 233

4.7.1 引言 233

4.7.2 材料的几何形态和实验步骤 234

4.7.3 Si-C体系 235

4.7.4 Si-C-O体系 236

4.7.5 Si-（X）-C-N-（O）体系 238

4.7.6 Si-（X）-B-C-N体系 240

4.7.7 结语 242

4.7.8 参考文献 243

第5章 加工和应用 246

5.1 压制、挤出和注塑成型 246

5.1.1 引言 246

5.1.2 压制成型 246

5.1.3 预处理：交联程度和先驱体粉末的颗粒尺寸 247

5.1.4 压制参数 250

5.1.5 挤出成型 253

5.1.6 注塑成型 255

5.1.7 先驱体聚合物中的树脂传递成型 257

5.1.8 参考文献 258

5.2 填料体系（主体组分和纳米复合材料） 262

5.2.1 引言 262

5.2.2 填料的类型和作用 262

5.2.3 填充体系的加工 265

5.2.4 性能及应用 266

5.2.5 结语 270

5.2.6 致谢 270

5.2.7 参考文献 270

5.3 纤维 272

5.3.1 引言 272

5.3.2 陶瓷纤维制备技术 273

5.3.3 背景 276

5.3.4 非氧化物陶瓷纤维的制备与性能 276

5.3.5 结语和展望 281

5.3.6 参考文献 281

5.4 涂层 285

5.4.1 引言 285

5.4.2 涂层技术 286

5.4.3 先驱体转化法涂层的制备 287

5.4.4 先驱体 288

5.4.5 填料的添加 289

5.4.6 基底：材料和形貌 290

5.4.7 结语 291

5.4.8 参考文献 291

5.5 接头 294

5.5.1 引言 294

5.5.2 接头的制备 295

5.5.3 材料的选取 296

5.5.4 成型方法 297

5.5.5 接头厚度 297

5.5.6 填料的使用 298

5.5.7 热加工工艺 298

5.5.8 结语 299

5.5.9 参考文献 300

5.6 高度多孔组件 303

5.6.1 引言 303

5.6.2 高度多孔组件的制备 303

5.6.3 先驱体法多孔陶瓷的性能数据 310

5.6.4 参考文献 310

5.7 膜 316

5.7.1 参考文献 319

5.8 复合材料制备以及陶瓷基复合材料（CMC） 321

5.8.1 引言 321

5.8.2 构造陶瓷基复合材料 321

5.8.3 新型陶瓷先驱体聚合物 325

5.8.4 复合材料的制备 329

5.8.5 参考文献 332

5.9 微加工和微纳机电系统（MEMS/NEMS） 332

5.9.1 引言 332

5.9.2 平板印刷光刻技术 333

5.9.3 纳米压印和软刻蚀技术 338

5.9.4 毛细管微成型和微转移成型 339

5.9.5 模压技术 340

5.9.6 微铸造 341

5.9.7 其他方法 342

5.9.8 结语 343

5.9.9 参考文献 343

5.10 高温高压条件下的合成 345

5.10.1 引言 345

5.10.2 高压技术 346

5.10.3 由分子或聚合物先驱体高压合成新材料 348

5.10.4 参考文献 352

5.11 非常规热处理 355

5.11.1 引言 355

5.11.2 激光热解 355

5.11.3 微波裂解 356

5.11.4 离子辐照 357

5.11.5 固态立体成型 359

5.11.6 先驱体聚合物作为黏合剂和聚合物试剂 359

5.11.7 陶瓷粉末和陶瓷带 360

5.11.8 参考文献 361

第6章 最新进展与未来展望 363

参考文献 367