碳化锆陶瓷有机前驱体的热解过程

删除或更新信息，请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

本站小编 Free考研考试/2022-01-01

孔玮佳^1,2，于守泉¹，戈敏¹，张伟刚^1*，杜令忠¹

1. 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 1001902. 中国科学院大学化学工程学院，北京 100049

收稿日期:2018-10-11修回日期:2018-11-20出版日期:2019-06-22发布日期:2019-06-20
通讯作者:张伟刚

基金资助:国家自然科学基金项目

Pyrolysis of an organic polymeric precursor of zirconium carbide ceramics

Weijia KONG^1,2, Shouquan YU¹, Min GE¹, Weigang ZHANG^1*, Lingzhong DU¹

1. State Key Laboratory of Multiphase Complex Systems, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing100190, China2. School of Chemical Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2018-10-11Revised:2018-11-20Online:2019-06-22Published:2019-06-20
Contact:Wei-gang ZHANG

摘要/Abstract

摘要： 合成了碳化锆陶瓷有机前驱体，研究了其在热解过程中化学成分和物相组成变化，探讨了从有机高分子向无机陶瓷转化的机理，对碳热还原反应进行了热力学分析。结果表明，前驱体在600℃以下完成了有机结构的断裂、裂解碎片的重排与挥发，600℃以上裂解产物不再具备有机特征；随热解温度升高，无定型碳和单斜相ZrO2逐渐生成，大于1200℃时可检测到立方相ZrC，1400℃时单斜相ZrO2基本消失；1500℃时完成碳热还原反应，在远低于热力学反应温度的条件下生成了高度结晶的纳米尺寸的立方相碳化锆陶瓷。

引用本文

孔玮佳于守泉戈敏张伟刚杜令忠. 碳化锆陶瓷有机前驱体的热解过程[J]. 过程工程学报, 2019, 19(3): 623-630.
Weijia KONG Shouquan YU Min GE Weigang ZHANG Lingzhong DU. Pyrolysis of an organic polymeric precursor of zirconium carbide ceramics[J]. Chin. J. Process Eng., 2019, 19(3): 623-630.

使用本文

0
/ / 推荐
导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX
链接本文:http://www.jproeng.com/CN/10.12034/j.issn.1009-606X.218299
http://www.jproeng.com/CN/Y2019/V19/I3/623

参考文献

[1] Kontinos D, Gee K, Prabbu D. Temperature constraints at the sharp leading edge of a crew transfer vehicle[C]//AIAA Thermophysics Conference, 35th, Anaheim, 2001.
[2] 闫联生，崔万继，崔红，等. 超高温抗氧化碳陶复合材料研究进展[J]. 宇航材料工艺, 2014, 44(3): 6–11.
[3] Li Q, Zhou H, Dong S, et al. Fabrication of a ZrC–SiC matrix for ceramic matrix composites and its properties[J]. Ceram Int, 2012, 38(5): 4379-4384.
[4] Li H, Zhang L, Cheng L, et al. Fabrication of 2D C/ZrC–SiC composite and its structural evolution under high-temperature treatment up to 1800℃[J]. Ceram Int, 2009, 35(7): 2831-2836.
[5] 黄传进，王明存，韩伟键，等. ZrC–SiC复相陶瓷先驱体的制备与性能[J]. 硅酸盐学报, 2015, 43(9): 1177-1185.
[6] Kodama H, Sakamoto H, Miyoshi T. Silicon Carbide Monofilament‐Reinforced Silicon Nitride or Silicon Carbide Matrix Composites[J]. Journal of the American Ceramic Society, 1989, 72(4):551-558.
[7] Moene R, Boon H T, Schoonman J, et al．Coating of activated carbon with silicon carbide by chemical vapour deposition[J]. Carbon, 1996, 34(5): 567-579.
[8] Isola C, Appendino P, Bosco F, et al. Protective glass coating for carbon–carbon composites[J]. Carbon, 1998, 36(7-8): 1213-1218.
[9] Cheng L, Xu Y, Zhang L, et al. Oxidation behavior of three dimensional C/SiC composites in air and combustion gas environments[J]. Composites Part A, 2000, 38(15):2103-2108.
[10] 宋瑞颖，刘宁，张红芹，等. ZrC陶瓷的性能、制备及应用[J]. 硬质合金, 2009, 26(2): 134-140.
[11] Fang H T, Yin Z D, Zhu J C, et al. Effect of Al additive in Si slurry coating on liquid Si infiltration into carbon-carbon composites[J]. Carbon, 2001, 39(13): 2035-2041.
[12] 马彦，马青松，陈朝辉. 先驱体作粘结剂低温制备SiC多孔陶瓷[J]. 稀有金属材料与工程, 2007, 36(s1): 531-533.
[13] Xue Y T, Qiu W F, Li H, et al. New route to synthesize preceramic polymers for zirconium carbide[J]. Chinese Chemical Letters, 2012, 23(9): 1075-1078.
[14] 曹淑伟，谢征芳，王军，等. 聚锆碳硅烷陶瓷先驱体的制备与表征[J]. 有机硅材料, 2008, 1(4):621-625.
[15] 张伟刚，戈敏，魏玺. 一种碳化锆和二硼化锆陶瓷有机前驱体材料及其制备方法：201110010110.2 [P]. 2011-01-28.
[16] 解静，李克智，付前刚，等. 聚合物浸渍裂解法制备C/C-ZrC-SiC-ZrB2复合材料及其性能研究[J]. 无机材料学报, 2013, 28(6): 605-610.
[17] 杨星，崔红，闫联生，等. 陶瓷前驱体配比对C/C-ZrC-SiC复合材料烧蚀性能的影响[J]. 材料导报, 2015, 29(2): 52-56.
[18] Feng B, Li H J, Zhang Y L, rt al. Effect of SiC/ZrC ratio on the mechanical and ablation properties of C/C–SiC–ZrC composites[J]. Corrosion Science, 2014, 82(5): 27-35.
[19] 王玲玲，嵇阿琳，崔红，等. ZrC改性C/C-SiC复合材料的力学和抗烧蚀性能[J]. 复合材料学报, 2016, 33(2): 373-378.
[20] 刘丹，邱文丰，蔡涛，等. 碳化锆液相陶瓷前驱体的制备及陶瓷化[J]. 宇航材料工艺, 2014, 44(1): 79-83.
[21] 叶大伦，胡建华. 实用无机物热力学数据手册-第2版[M]. 冶金工业出版社, 2002.
[22] 化学工业出版社辞书编辑部，化学化工大辞典无机化学[M]. 化学工业出版社, 2003.
[23] 陈明伟，邱海鹏，张伟刚. 碳化锆有机前驱体陶瓷化过程研究[C]//第17届全国复合材料学术会议论文集. 北京: 2012: 936-939.
[24] Sacks M D, Wang C A, Yang Z, et al. Carbothermal reduction synthesis of nanocrystalline zirconium carbide and hafnium carbide powders using solution-derived precursors[J]. Journal of Materials Science, 2004, 39(19):6057-6066.
[25] 熊炳昆. 锆铪及其化合物应用[M].冶金工业出版社, 2002, 07: 75-76.

相关文章 13

[1]	李小明闻震宇李怡王伟安邢相栋. 碳酸钠对镍渣碳热还原的催化作用[J]. 过程工程学报, 2020, 20(2): 182-188.
[2]	吴名涛邵大伟郭强李永利齐涛. 不锈钢酸洗废水钙钠中和沉淀与碳热还原协同处理新工艺[J]. 过程工程学报, 2019, 19(5): 989-996.
[3]	王凯飞张国华王璐周国治. 添加Fe₂O₃对碳热还原含钛高炉渣的影响[J]. 过程工程学报, 2018, 18(6): 1276-1282.
[4]	何延波吴照金高志芳岳海峰刘伟明王平. 钢渣有价组分的分部高附加值利用[J]. 过程工程学报, 2017, 17(5): 1028-1034.
[5]	王安仁袁吉峰. 氮化钒制备热力学和动力学[J]. 过程工程学报, 2017, 17(3): 558-564.
[6]	李慧龙萍任新林陈秀敏杨斌. 复杂锡精矿还原熔炼过程中元素在金属和渣相中的分布[J]. 过程工程学报, 2016, 16(1): 132-137.
[7]	杨勇李解李保卫张邦文韩继铖. 铌酸铁碳热还原的等温动力学分析[J]. , 2013, 13(3): 430-435.
[8]	熊利芝陈启元尹周澜张平民. 真空碳热还原氧化锌矿动力学[J]. , 2010, 10(1): 133-137.
[9]	张淑会康志强吕庆薛向欣黄大威. 利用铁尾矿合成Si3N4粉[J]. , 2008, 8(6): 1153-1157.
[10]	李艳红吴锋吴川白莹. 锂离子电池负极用Sb-活性炭复合材料的制备及其性能表征[J]. , 2008, 8(5): 993-997.
[11]	吴锋李艳红吴川白莹. 碳热还原法制备锡-石墨复合材料及其性能表征[J]. , 2008, 8(2): 399-403.
[12]	王钰;王希;曹维良;沈志洵;吴言;王长松;张伟刚. 三氯环硼氮烷及其衍生物的制备与表征[J]. , 2007, 7(6): 1099-1106.
[13]	刘然;薛向欣;姜涛;段培宁;黄大威;王杏娟. 硼铁矿碳热还原过程中的挥发[J]. , 2006, 6(6): 917-921.

PDF全文下载地址:

http://www.jproeng.com/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=3293