ZrO2增强聚合物先驱体SiCNO复合陶瓷的制备和力学性能

TB332; 聚合物先驱体陶瓷(polymer-derived ceramics,PDCs)技术具有制造简单、成分可调等优点,为制备新型陶瓷提供了有效途径.然而,由于热解过程中微小分子的逃逸形成孔洞缺陷,先驱体技术制备的无定形聚合物衍生SiCNO陶瓷(PDCs-SiCNO陶瓷)的力学性能较差.为解决上述问题,通过向陶瓷基体添加第二相(颗粒强化)来实现增强先驱体陶瓷.对聚乙烯基硅氮烷(PVSZ)和ZrO2 进行先球磨后热解,制备ZrO2 颗粒增强PDCs-SiCNO复合陶瓷(PDCs-SiCNO-ZrO2),研究PDCs-SiCNO-ZrO2 复合陶瓷的结构和力学性能.结果表明:引入的ZrO2...

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Published in材料工程 Vol. 52; no. 4; pp. 34 - 42
Main Authors 费轩, 余煜玺, 严远高, 魏永金, 赵刚, 黄柳英
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 厦门大学 材料学院 福建省特种先进材料重点实验室,福建 厦门 361005 01.04.2024
Subjects
力学性能
复合陶瓷
聚合物先驱体陶瓷
polymer-derived ceramic
zirconia
mechanical property
二氧化锆
composite ceramic
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ISSN1001-4381
DOI10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000188

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Summary:TB332; 聚合物先驱体陶瓷(polymer-derived ceramics,PDCs)技术具有制造简单、成分可调等优点,为制备新型陶瓷提供了有效途径.然而,由于热解过程中微小分子的逃逸形成孔洞缺陷,先驱体技术制备的无定形聚合物衍生SiCNO陶瓷(PDCs-SiCNO陶瓷)的力学性能较差.为解决上述问题,通过向陶瓷基体添加第二相(颗粒强化)来实现增强先驱体陶瓷.对聚乙烯基硅氮烷(PVSZ)和ZrO2 进行先球磨后热解,制备ZrO2 颗粒增强PDCs-SiCNO复合陶瓷(PDCs-SiCNO-ZrO2),研究PDCs-SiCNO-ZrO2 复合陶瓷的结构和力学性能.结果表明:引入的ZrO2 填料作为增强体嵌入SiCNO陶瓷基体中,不仅能有效降低线收缩率,还能大幅提高PDCs-SiCNO-ZrO2复合陶瓷的力学性能.添加10%(质量分数)ZrO2的PDCs-SiCNO-ZrO2 复合陶瓷的弯曲强度和压缩强度分别为 197.03 MPa和 375.2 MPa,比PDCs-SiCNO陶瓷高出64%和 267%,其硬度值最高可达 20.92 GPa,断裂韧度达到 2.76 MPa·m1/2.适当含量ZrO2 的加入有助于提升PDCs-SiCNO陶瓷基体的致密化程度,从而提升了PDCs-SiCNO-ZrO2复合陶瓷的力学性能.
ISSN:1001-4381
DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000188