有机硅陶瓷先驱体

有机陶瓷不同于平时定义所讲的陶瓷。一般的陶瓷是讲无机粉末经过高温烧结后得到的成型块体。而有机法制备的陶瓷是从分子设计的角度出发，以有机合成或者高分子合成具有熔融性质的有机体，将这种有机物质再进行高温烧结陶瓷化后，即可得到相应的特种陶瓷。于无机法相比，先驱体法制备出的陶瓷，分子分布更加均匀，性能也更加优良。并且，可以根据不同需要设计出不同类别的先驱体，经过陶瓷化后得到特定的陶瓷块体。同时，先驱体法制备陶瓷的烧结温度要比无机法的温度低许多。而且，熔融的先驱体还可以方便浸渍各种纤维等符合材料，经过一定温度的烧结后，在其表面形成保护层。陶瓷先驱体法制备出的陶瓷在密度上也要低于无机法制备的陶瓷，即得到的是轻质陶瓷，而在强度上也不会逊于无机法制备的陶瓷。
       有机硅陶瓷先驱体是一个新兴的领域，其应用十分广泛：航空航天，粘结，保护涂层等都可以。由于其较高的耐失重性能，有机硅陶瓷多被用于耐热中。而经过元素杂化后的先驱体，更是具有着不可多得的优异性能。例如：一般的氮化硅陶瓷，在1000°C左右即会出现结晶，降低了使用性能。而向其中适量的引入硼元素后，结晶温度会有效的提高到1600°C，乃至更高。Ralf Riedle等人在此做出了杰出的贡献，并且发表了多篇NATURE，可见其功劳之大！不仅仅是含硼杂化改性，还有含铝、磷、铁、钛、锆等等。有机硅陶瓷先驱体家族中还有碳化硅等多种结构的陶瓷，并且也都有着优异的性能。有兴趣的朋友可以多多关注。
       在此也多说一点，含硼陶瓷先驱体也是一个热点方向，其不仅有着较高的耐热性能，并且在适当的温度经过氨气烧结后更可以得到纯白色的陶瓷粉末。性能优异的同时，又兼顾了美观。
       最后附上一篇关于陶瓷先驱体方面的综述，供大家欣赏！
      （此贴和文献如需转载，请注明出处，感谢合作！）

[ 本帖最后由 ivan_pp1016 于 2008-6-30 22:29 编辑 ]

顶！顶！！！！！！

耐高温，高韧性等特种陶瓷无疑具有非常高的工业价值
我手头有一块氧化锆陶瓷（不是本人做的），采用的是限制晶体生长的方法烧结的，质地为象牙白，光洁，在水泥地面上摔打不碎
现有不少研究者，使用纳米粉体，高温烧结成陶瓷，虽然降低了烧结温度，但最后烧结得到的还是常规或者稍许有改善的制品
楼主所说的提高结晶温度技术，假如不需要全部采用这种前驱体来达到，只是将其应用到一般纳米粉体烧结，作为一种添加剂来使用，将极大的降低制品成本，从楼主的介绍来看，硅基前驱体应该可行
我了解的氧化锆烧结工艺过程是这样的：氧化锆粉体，加入蜡，添加剂，熔融进模具，低温烧结，1700烧结。用这个工艺烧结平板还不错，烧结异型结构件性能不行，不清楚原因为何，请楼主介绍下

谢谢楼主提供的资料

我们所谓的先驱体法，是在经过分子设计的前提下，以有机制备出可溶或者熔融的聚合物以及单体，而后通过高温陶瓷化得到的有机陶瓷。楼上给出的建议也非常好，但是对于我的研究范围内还未曾尝试过，不过按照理论来讲应该是可行的。作为有机无机杂化陶瓷，或许能得到更好的性能。如果采用这样的方法，为了得到特定目的的陶瓷，前期的无机粉末应该需要预先处理，不然会破坏先驱体的结构。并且，在掺杂的过程中，如果有机相和无机相在混和的过程中如果没有化学结合是不是同样能得到比较好的性能依然值得讨论。
至于xuezi给出的氧化锆烧结的工艺，我认为是这样：氧化锆本身就是一种具有较好性能的无机化陶瓷。如果单纯的粉末烧结成型是需要较高温度的，但是在加入蜡和添加剂后，在模具的支撑下会很容易成型，并且由于加入的大多是有机物质，在高温过程中，在气流的作用下，会很容易分解跑掉，最终剩下的大部分应该还是氧化锆。这样确实为加工带来了很大的方便。但至于是否适合各种无机粉末我也不是非常清楚。
先驱体法其实也同样有相似的问题，例如某种氮化硅陶瓷先驱体，在陶瓷化的过程中，由于温度的升高，最终会导致分子中甲基的断裂，可能会形成甲烷气体跑出。所以经过分子设计后的先驱体在从元素分析的角度上来讲，和热解后的是不相同的。即是一种有机到无机的转变。
以上是我的浅见，希望能有所帮助。

谢谢楼主分析
陶瓷前驱体形成的制品无疑具有非常均匀，可控的结构，不过成本比较高
在冶金行业，形成均匀可控的结构也是提高材料性能的重要手段，比如粉末冶金
现今纳米粉体烧结成陶瓷的缺陷就是烧结时的结晶，希望使用陶瓷前驱体，处理纳米粉体，以便在烧结时使粉体成孤岛分布，限制结晶过程，保持纳米粉体原来尺寸，同时，可以引入不同的掺杂单元，获得更优良的材料
另外，陶瓷前驱体，本身是一种有机聚合物，特别是有机硅类，可以在一些溶剂中溶解，常温或者低温固化。通过与纳米粉体结合，让粉体可以低温成型，可以很方便的制备异型制品，尤其是复杂精细制品

陶瓷先驱体有几个关键的地方需要注意。1，分子设计：分子设计不仅仅是在化学合成上要可行，还要对后期的处理上要有方便可行的计划。2，先驱体产率：陶瓷先驱体应该具有一定的产率，这也是制备中一个很重要的方面。如果先驱体产率很低，即使后期的结果再优异，也是巧妇难为无米之炊。3，较好的陶瓷产率：这是陶瓷先驱体的终极目标。4，溶解、熔融性：这项要求是为做后期应用带来较大的方便。5，稳定性：陶瓷先驱体的种类有很多，但是都应该具有一定的稳定性，这样才能有应用的可能性。6，经济性：东西最终都是要用在生活中，造价太高的东西不易普及应用。

基础研究的东西一旦获得突破，其根本性的创新所带来的经济性往往是巨大的。基础研究对有实力的企业应该积极介入。

佩服楼主的见识!!

高手过招，来看看学习学习，路过顶一下楼主啊....:lol::lol:

拜读。。。。。。。。。。。。。。。。。

默默走过看看，没意见的说。

1# ivan_pp1016 拜读，谢谢

学习了，非常不错

多谢楼主分享，学习了！

:lol:，学习了，顶下，，，