2025-04-02 02:19:46
從電磁屏蔽材料和復雜結構部件制造這兩個方面來說,以聚碳硅烷 / 烯丙基酚醛(PCS/APR)為聚合物陶瓷前驅(qū)體,制備的多層 SiC/CNT 復合膜,在有 50μm 的厚度下,具有高達 73dB 的電磁屏蔽效能。燒蝕實驗表明,復合膜成功克服了碳納米管膜易被燒蝕氧化的特點,且在燒蝕后,仍然具有 30dB 電磁屏蔽效能,滿足電磁屏蔽材料的屏蔽效能商用標準。陶瓷增材制造技術通常采用陶瓷前驅(qū)體為原料,通過光固化等增材制造技術得到具有復雜精細結構的陶瓷坯體,再經(jīng)過脫脂、燒結等工藝,得到精密陶瓷部件。光固化陶瓷 3D 打印技術可以制造出既輕又強的部件,還能實現(xiàn)復雜結構的制造,為設計師提供了更大的自由度。陶瓷前驅(qū)體的市場需求正在逐年增加,尤其是在制造業(yè)和新能源領域。湖北耐高溫陶瓷前驅(qū)體廠家
陶瓷前驅(qū)體的選擇需要考慮反應活性、成本與可獲取性及環(huán)境健康影響:①與其他組分的反應性:如果制備過程中涉及多種前驅(qū)體或添加劑,要考慮前驅(qū)體與它們之間的反應活性,確保反應能按預期進行,形成所需的陶瓷相。②分解溫度與速率:前驅(qū)體的分解溫度和速率會影響陶瓷的制備工藝和性能。分解溫度應適中,分解速率要可控,以保證陶瓷的形成過程均勻、穩(wěn)定。③成本因素:前驅(qū)體的成本直接影響陶瓷的生產(chǎn)成本,在滿足性能要求的前提下,應選擇成本較低的前驅(qū)體,以提高經(jīng)濟效益。④可獲取性與供應穩(wěn)定性:前驅(qū)體應易于獲取,且供應穩(wěn)定,避免因原料短缺影響生產(chǎn)。⑤毒性與**性:選擇前驅(qū)體時要考慮其毒性和對人體健康的影響,盡量選擇低毒、**的前驅(qū)體,以保障生產(chǎn)人員的**和環(huán)境的友好。⑥環(huán)境友好性:前驅(qū)體的制備和使用過程應盡量減少對環(huán)境的污染,符合環(huán)保要求。廣東耐高溫陶瓷前驅(qū)體價格新型液態(tài)聚碳硅烷陶瓷前驅(qū)體的出現(xiàn),為碳化硅基超高溫陶瓷及復合材料的制備提供了新的途徑。
常見的陶瓷前驅(qū)體主要包括聚合物前驅(qū)體、金屬有機前驅(qū)體和溶膠 - 凝膠前驅(qū)體等,其中溶膠 - 凝膠前驅(qū)體如下:①金屬醇鹽溶液:如硅酸乙酯、鋁酸異丙酯等的溶液,通過控制水解和聚合過程來形成固體氧化物陶瓷。在制備過程中,金屬醇鹽先與水發(fā)生水解反應,生成相應的金屬氫氧化物或羥基化合物,然后這些產(chǎn)物之間發(fā)生縮聚反應,形成三維網(wǎng)絡結構的溶膠,進一步陳化和干燥后得到凝膠,經(jīng)過高溫燒結得到陶瓷材料。②螯合前驅(qū)體溶液:通過螯合劑與金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物,再經(jīng)過一系列處理得到陶瓷前驅(qū)體。例如,在制備鈦酸鋇陶瓷時,可采用檸檬酸等螯合劑與鋇離子、鈦離子形成螯合前驅(qū)體溶液,這種方法可以精確控制金屬離子的比例和分布,有利于提高陶瓷的性能。
以下是一些可以輔助研究陶瓷前驅(qū)體熱穩(wěn)定性的分析技術:動態(tài)力學分析(DMA)。①原理:在周期性外力作用下,測量陶瓷前驅(qū)體的動態(tài)力學性能,如儲能模量、損耗模量和損耗因子等隨溫度的變化。通過分析這些參數(shù)的變化,可以了解前驅(qū)體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、分子鏈的運動狀態(tài)以及材料的熱穩(wěn)定性。②應用:確定陶瓷前驅(qū)體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,評估其在不同溫度下的力學性能變化。例如,在陶瓷前驅(qū)體制備過程中,DMA 可以幫助優(yōu)化工藝參數(shù),以獲得具有良好熱穩(wěn)定性和力學性能的陶瓷材料。水熱合成法可以制備出具有特殊形貌和性能的陶瓷前驅(qū)體。
陶瓷前驅(qū)體在能源領域的應用面臨諸多挑戰(zhàn):界面兼容性方面。①與其他組件的匹配和結合:在能源器件中,陶瓷前驅(qū)體材料通常需要與其他組件(如金屬電極、電解質(zhì)膜、密封材料等)配合使用。因此,需要解決陶瓷材料與其他組件之間的界面兼容性問題,包括熱膨脹系數(shù)的匹配、化學穩(wěn)定性的匹配等。如果界面兼容性不好,會導致界面處產(chǎn)生應力、脫落等問題,影響器件的整體性能和可靠性。②界面反應和擴散的控制:在陶瓷前驅(qū)體與其他組件的界面處,可能會發(fā)生化學反應和物質(zhì)擴散,這會改變界面的性質(zhì)和結構,對器件性能產(chǎn)生不利影響。例如,在固體氧化物燃料電池中,電極與電解質(zhì)之間的界面反應可能會導致界面電阻增加,降低電池的效率。陶瓷前驅(qū)體的成型工藝包括模壓成型、注射成型和流延成型等多種方法。廣東耐高溫陶瓷前驅(qū)體價格
差示掃描量熱法可以研究陶瓷前驅(qū)體的熱穩(wěn)定性和反應活性。湖北耐高溫陶瓷前驅(qū)體廠家
后處理過程中,為了提高陶瓷材料的性能,可以采用以下3種方法:①熱處理:燒結后的陶瓷材料內(nèi)部可能存在內(nèi)應力,通過適當?shù)臒崽幚砜梢韵@些內(nèi)應力,提高材料的韌性和抗疲勞性能。通過控制熱處理的溫度和時間,可以改變陶瓷材料的微觀結構,如晶粒尺寸、相組成等,從而優(yōu)化材料的性能。②:增韌處理:利用某些陶瓷材料在特定條件下發(fā)生相變時產(chǎn)生的體積變化和應力,來阻礙裂紋的擴展,從而提高陶瓷的韌性,如氧化鋯陶瓷的相變增韌。在陶瓷基體中添加纖維或顆粒狀的增強相,如碳纖維、碳化硅顆粒等,通過纖維或顆粒與基體之間的界面結合和相互作用,提高陶瓷材料的強度和韌性。③化學處理:通過化學溶液處理、氣相沉積等方法,在陶瓷表面引入特定的化學基團或涂層,改變陶瓷表面的化學性質(zhì),提高其耐腐蝕性、生物相容性等性能。將陶瓷材料浸泡在含有特定離子的溶液中,使陶瓷表面的離子與溶液中的離子發(fā)生交換,從而改變陶瓷表面的成分和性能。湖北耐高溫陶瓷前驅(qū)體廠家