陶瓷前驅體聚合物

——從分子到陶瓷2目錄陶瓷前驅體簡介聚硅碳烷聚硅碳氮烷聚硅碳硼烷含金屬聚硅碳烷3從分子陶瓷前體制備陶瓷材料的幾個方法4制備前體聚合物衍生化陶瓷過程5陶瓷工程6陶瓷粉體材料轉化過程7陶瓷材料微結構Si-C-N陶瓷形貌Si3N4（Al2O3/V2O3）8硅氮纖維

——由硼改性的聚硅氮烷在80度熔融紡絲得綠色纖維，在200度于氨氣中交聯，然后在1050度氬氣中熱裂解。9Si-B-C-N涂層底物：C/C-SiC涂層：25%甲苯溶液熱解：1000度，氮氣厚度：30微米，無裂紋Si-B-C-N涂層的氧化10由乙烯基取代的寡聚硅氮烷和三（氫硅乙基）硼烷制備纖維增強的Si-B-C-N陶瓷11陶瓷前驅體高分子簡介為什么要研究陶瓷前驅體？相對于采用無機方法制備陶瓷材料而言，高分子陶瓷前驅體方法具有結構可調，可以形成特殊形態結構陶瓷等優點。陶瓷前驅體聚合物的要求？可控的流變學特性；深度的反應性能；可控的熱解降解；高的陶瓷密度和陶瓷產率；對設計的陶瓷產品和微結構具有高的選擇性。12常見的陶瓷前驅體聚合物13聚硅碳烷簡介

定義：含有Si-C鍵的高分子或側鏈以Si-C鍵連接到主鏈上的高分子。主鏈以Si-C鍵交遞排列的高分子在高分子鏈結構中以Si-C鍵為主要結構單元。發展早期，聚碳硅烷的研究目的就是為了獲得作為連續陶瓷纖維生產的硅碳前體材料。到現在，其研究目的已擴展到其作為一種新型高分子的基礎研究和作為具有廣闊的應用前景的新材料的研究開發。14聚硅碳烷的合成

——聚硅烷裂解聚硅烷裂解可以制備可溶的聚硅碳烷。這是矢島圣使就是采用在高溫下使聚硅烷進行重排得到聚硅碳烷，然后再處理得到硅碳陶瓷。15線性聚硅碳烷的合成

——Wurtz還原合成

雙鹵單體在金屬鈉的作用下發生脫鹵形成高分子是最早合成聚硅碳烷的方法。這個方法與合成聚硅烷的過程很相似。它也是目前工業生產所采用的主要方法。為了人為地調節產物中的SiC比，也可以采用多種單體一起共聚合。第二單體不僅可以是不同的二氯有機單體，也可以采用二氯硅烷，但在后者情況下，由于兩種單體的競聚率的不同而容易產生聚硅烷鏈節，所以所得到的并非完整排列的聚硅碳烷。為了得到完整的聚硅碳烷，研究者開發出了格式試劑法。16線性聚硅碳烷的合成

——格氏反應合成

格式試劑也可以用于合成聚硅碳烷。一般都是采用有機雙格式試劑與二氯硅烷反應，其中Br-R-Br一般為活潑的有機小分子，如氯芐等。由于縮聚反應對單體的要求特別高，單體的純度嚴重影響產物聚碳硅烷的分子量，在這種反應中很難得到純度特別高的格式試劑，所以這種方法所得聚碳硅烷分子量一般不高，大約在幾百到三千之間。但可以通過一些后處理的方法來提高產物的分子量，如聚合后再交聯。17線性聚硅碳烷的合成

——硅氫化反應合成

作為有機硅反應中常用的一種合成手段，硅氫加成反應也被用于合成聚硅碳烷。它包括通過硅氫化反應對高分子進行改性(如接枝、交聯或擴鏈等)和直接通過小分子間的硅氫化反應來得到聚硅碳烷。所得聚硅碳烷包括直鏈聚硅碳烷、樹枝狀聚硅碳烷甚至交聯型聚硅碳烷。1819線性聚硅碳烷的合成

——催化脫氫反應合成20線性聚硅碳烷的合成

——開環聚合反應合成

環狀有機硅化合物進行開環聚合是合成聚硅碳烷非常有效的手段。根據開環聚合的方法的不同，可以分為熱開環聚合、陰離子開環聚合、過渡金屬催化開環聚合等。

21線性聚硅碳烷的合成

——烯烴復分解反應合成

近來由于應用Schrock的二烯催化劑而導致了非環二烯烯烴復分解化學的問世。這種方法也被用于合成聚碳硅烷。既可以用有機硅二烯基單體也可以用混合單體。而且可以用這個反應合成含硅氯鍵的聚碳硅烷，然后通過后功能化來進行側鏈的修飾。22線性聚硅碳烷的合成

——電化學方法合成

利用電化學還原方法來合成聚硅碳烷是目前研究中較新的一種方法。它具有反應條件比較溫和等明顯優勢。一般采用犧牲陽極來進行。如通過電化學還原二甲基氯甲基氯硅烷或其與二氯烷烴的混合物成功地得到了聚碳硅烷。聚合溶劑、電流密度以及通過的電荷量對反應結果都有較大的影響。由電化學還原法所得聚合物分子量都不高，聚合度一般在4-5之間，因此如何提高聚碳硅烷的分子量是這類方法所必須解決的問題。23聚氮硅烷

——硅氮陶瓷前體24硅碳氮陶瓷前體第一個陶瓷前驅體材料。倍半硅氮烷25聚硅氮烷

——二氯硅烷與胺縮合26聚硅氮烷

——二氯硅烷與氨縮合以及堿交聯27混合二氯單體進行氨解以及隨后堿催化脫氫耦合

——制備SiC/Si3N4陶瓷2829含乙烯基的聚硅氮烷3031聚硅氮烷

——過渡金屬催化脫氫耦合含氫硅烷和氨或胺32聚硅氮烷

——氯硅烷和六甲基二硅氨交換33聚硅氮烷

——開環聚合34聚硅碳二酰亞胺

——氯硅烷與碳二酰亞胺鹽縮合35聚硅碳二酰亞胺

——氯硅烷與碳二酰亞胺三烷基硅縮合36聚硼硅碳烷

——以硼吖嗪為基的高分子37聚硼硅碳烷

——硼吖嗪和硅氮烷聚合物或寡聚物脫氫縮合38聚硼硅碳烷

——硼吖嗪和硅氮烷寡聚物脫氫和脫硅氫縮合39聚硼硅碳烷

——硼吖嗪和氨基硅烷脫硅氫縮合40聚硼硅碳氮烷

——單功能硼吖嗪和聚硅氨烷硅氫縮合可紡絲聚硼硅碳氮烷41聚硼硅碳氮烷

——硼吖嗪和六甲基二硅氨縮合42聚硼硅碳氮烷

——硼吖嗪和氫硅基硼碳烷縮合43聚硼硅碳氮烷

——三氯硅氨基二氯硼烷(TADB)合成44聚硼硅碳氮烷

——甲基乙烯基二氯硅烷硼氫化反應并隨后氨解45引入交聯基團導致陶瓷產率的上升。4647聚硼硅碳氮烷

——甲基二氯硅基乙基二氯化硼的氨解環狀硅氮烷硼吖嗪48聚硼硅碳氮烷

——三（氫硅基乙基）硼烷的氨解或胺解4950聚硼