新型鋯基(ZrC和ZrB2)陶瓷先驅(qū)體及先驅(qū)體纖維的制備與裂解研究.pdf

1、先驅(qū)體具有高分子工藝性好、分子結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)、陶瓷化溫度低及能達(dá)到分子級(jí)水平的均勻分散等特點(diǎn)，可紡成絲，可模塑成型，也可用于陶瓷基復(fù)合材料的制備。本論文研究了新型鋯基（ZrC和ZrB2）陶瓷先驅(qū)體及先驅(qū)體纖維的制備與裂解。
　　(1)以氯氧化鋯、水楊醇和三乙胺為原料制備 ZrC陶瓷先驅(qū)體。研究了氯氧化鋯與三乙胺的摩爾比為1:2、1:1.86、1:1.84、1:1.82、1:1.8、1:1.78、1:1.74，以及氯氧化鋯與水楊醇的摩爾

2、比為1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5對(duì)先驅(qū)體的影響。對(duì)先驅(qū)體在甲醇、丙酮等溶劑中的溶解性進(jìn)行了探討。將先驅(qū)體分別在1000℃～1400℃下裂解，利用TG-DSC熱分析技術(shù)和管式爐探究了先驅(qū)體的交聯(lián)與裂解過程。采用 X射線衍射、掃描電子顯微鏡、拉曼光譜、透射電子顯微鏡和能譜等對(duì)裂解產(chǎn)物進(jìn)行了表征。研究表明，1400℃裂解產(chǎn)物為 ZrC晶相，呈不規(guī)則多面體結(jié)構(gòu)，晶粒平均尺寸為100 nm。
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3、2)選用ZrC陶瓷先驅(qū)體和硼酸為原料合成ZrB2陶瓷先驅(qū)體。探討了5組不同Zr：B摩爾比（1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5）對(duì)先驅(qū)體的影響。研究了先驅(qū)體在乙醇、四氫呋喃等溶劑中的溶解性能。將先驅(qū)體分別在1000℃～1400℃下裂解，運(yùn)用TG-DSC和管式爐等手段，對(duì)先驅(qū)體的交聯(lián)與裂解行為進(jìn)行了系統(tǒng)探究。采用XRD、SEM及Raman對(duì)裂解產(chǎn)物進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，裂解溫度對(duì)產(chǎn)物成分、結(jié)構(gòu)以及物相有明顯的影響，1400℃

4、裂解產(chǎn)物主要為 ZrB2晶相，呈球形或棒狀形貌，晶粒平均尺寸為150 nm。
　　(3)采用聚乙酰丙酮鋯（PZO）、水楊醇和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為原料，通過靜電紡絲紡制ZrC先驅(qū)體纖維。探討了靜電紡絲的紡絲條件。將先驅(qū)體纖維分別在1000℃～1400℃下裂解，利用TG-DSC和管式爐等手段，研究了裂解過程。通過XRD、SEM、Raman、TEM等對(duì)先驅(qū)體纖維和裂解纖維進(jìn)行表征。研究表明，1400℃裂解產(chǎn)物較好地保持了纖維狀，表