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超高温陶瓷具有优异的耐高温性能,已被广泛用于炭材料尤其是C/C复合材料的抗氧化和抗烧蚀改性。超高温陶瓷可分为单相陶瓷和多相陶瓷,其中单相陶瓷的抗氧化温度区间比较窄,只在局部温度对材料有保护作用,而多相陶瓷弥补了单相陶瓷的缺陷,各陶瓷之间具有协同抗氧化效应,提高了材料的热机械和热化学性能。因而多相陶瓷在C/C复合材料的抗氧化和抗烧蚀改性方面具有广阔的应用前景。然而,直接采用超高温多相陶瓷颗粒对C/C复合材料进行改性,很难解决陶瓷相在基体炭和炭纤维束内的分散均匀性问题,因而在很大程度上限制了各种陶瓷相之间协同抗氧化能力的充分发挥。采用多种单相陶瓷的前驱体溶液混合得到的多相陶瓷前驱体对C/C复合材料进行多次浸渍和裂解可以得到多相陶瓷改性C/C复合材料,但同样无法解决陶瓷前驱体的分相问题以及由此产生的分散不均的问题。因此,寻求一种可实现各组分均匀分散的多相陶瓷材料的制备方法显得尤为重要。本论文采用单一源前驱体法合成多相陶瓷前驱体,将多相陶瓷中的目标元素通过化学键形成单源大分子,从分子或原子尺度上对前驱体的结构和性能进行调控,最后通过高温裂解得到各组分均匀弥散的多相陶瓷,采用多种分析测试方法对前驱体的结构和陶瓷的微观形貌进行了表征。这种单一源多相陶瓷前驱体可望用于C/C复合材料的基体改性,实现各陶瓷相在基体炭和炭纤维束内的均匀分散,显著提高复合材料的高温抗氧化、抗烧蚀性能。论文的主要工作内容和结论如下:(1)分别以吡啶硼烷(PdB)和三氯化硼(BTC)为硼源,以甲基二氯硅烷(DCS)和甲基乙烯基二氯硅烷(MVDCS)为硅源,以六甲基二硅氮烷(HMDZ)为氮源,制备了两种具有不同分子结构的SiBCN陶瓷前驱体(PSNB和PBSZ),并通过热解得到了对应的SiBCN陶瓷。研究了不同工艺条件对前驱体的性质的影响。结果表明,前驱体合成温度越高,前驱体的陶瓷转化率越大。聚合温度为140oC、160oC、180oC和200oC时合成的PSNB的陶瓷转化率分别为30.86%、38.66%、41.23%和42.69%。硼的加入抑制了Si基陶瓷中SiC的成核及生长,使得陶瓷在较高温度下仍可保持非晶态。而同PBSZ相比,PSNB在较低温度下(约600oC)即可完成陶瓷化,明显低于PBSZ的陶瓷化温度(800oC),但是其陶瓷转化率略差于PBSZ(PBSZ的陶瓷转化率约为58%)。此外,PSNB和PBSZ在1800oC热解后的陶瓷均主要由SiC、Si3N4和BN组成。(2)以上述自制的液相SiBCN陶瓷前驱体(LPSNB和LPBSZ)为原料,二氯二茂锆(Cp2ZrCl2)为锆源,分别制备了不同Zr含量的SiBCN-Zr陶瓷前驱体(PSNB-Zr和PBSZ-Zr)。对制得的PSNB-Zr的陶瓷化过程进行了初步探讨,并测试了PSNB-Zr经1600oC热解产物在1200-1600oC的抗氧化性能。结果表明,PSNB-Zr和PBSZ-Zr经1400oC热解得到的陶瓷产物仍处于无定形态,当温度继续升高,陶瓷晶核生成和生长,陶瓷颗粒尺寸明显增加,并且陶瓷中Zr2CN、Si3N4等发生分解和重组从而得到不同的陶瓷相组成。前驱体的陶瓷转化率随着前驱体中Zr含量的增加而增加,其在陶瓷化过程中释放出H2、NH3、CH4等气体。PSNB-Zr热解所得陶瓷在1200-1600oC均具有优异的抗氧化性能,1600oC氧化2 h后样品几乎失重约为0.35%。