新型聚硅氮烷的陶瓷化及氮化硅纳米线生长机制研究

编号：CYYJ04477

篇名：新型聚硅氮烷的陶瓷化及氮化硅纳米线生长机制研究

作者：董法海1,2；朱楠楠1,2；张丽娟1,2,3；温广武1,2

关键词： 聚硅氮烷; SiCN陶瓷; 陶瓷化; Si3N4纳米线;

机构： 1.山东理工大学材料科学与工程学院2.山东理工大学工程陶瓷研究院3.山东理工大学增材制造研究院

摘要： 为了系统研究了丙烯酸酯改性聚硅氮烷（A-PSZ）的低温热固化行为及高温热解特性，通过40℃～200℃真空热处理结合红外光谱（FT-IR）分析，揭示了丙烯酸酯基团在固化初期（<200℃）通过自由基聚合主导交联反应。200℃时交联度达到97.5%，固化试样在氮气中1000℃热解后陶瓷产率高达81.7%。研究表明，A-PSZ在1450℃～1500℃热解时，β-Si3N4纳米线的生长（直径100 nm～500 nm）机制为气—固（VS）机制，XRD与TEM结果证实其晶相组成受热解温度调控：1450℃产物以非晶SiCN为主，1500℃时β-SiC、SiO2、α-Si3N4、β-Si3N4晶相共存。研究通过分子设计与工艺优化，为开发兼具高陶瓷产率及Si3N4纳米线的可控制备提供了新策略。