聚合物转化陶瓷(PDCs)可以充分利用聚合物和陶瓷的优势,具有独特新颖性。与PDC-SiC、SiOC、SiCN、Si3N4和Si3N4/SiC相比,PDC-SiBCN在温度高达2000°C时仍具有出色稳定性,使PDC-SiBCN陶瓷适用于制备在极端环境下应用的吸波陶瓷。为制备高效SiBCN吸波陶瓷,通常采用高介电损耗材料(MXene,石墨烯,碳纳米管,碳纤维和纳米SiC等)或过渡金属(Fe,Hf和Zr等)对前驱体进行改性制备结晶型陶瓷,然而这些晶体的存在会降低PDCs-SiBCN陶瓷的高温稳定性,使陶瓷的精细相畴结构不稳定。
图1 (a)超支化聚硼硅氮烷的合成路线,(b)DVB和超支化聚硼硅氮烷的交联示意图,(c)SiBCN块体陶瓷的制备流程图。
图2 陶瓷C0-C6的(a,b)XRD图谱和(c,d)拉曼光谱。
图3 陶瓷C0-C6的(a,d)介电常数实部,(b,e)介电常数虚部和(c,f)介电损耗正切。
图4 (a)不同厚度下陶瓷C0-C6的RC值。(b)C0-C6陶瓷在2.05 mm处的RC值。(c-e)不同厚度下C3样品的RC曲线。(f)弓形法测试180 mm×180 mm×2 mm的C3样品的RC值。
图5 C0和C3陶瓷在(a)氮气和(b)空气的TGA谱图。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118189
作者简介
骆春佳,男,1989年生,河北石家庄人,长安大学材料学院高分子材料与工程系副教授,硕士生导师,陕西省重点科技创新团队(绿色与功能高分子创新团队)核心成员。2013年于长安大学获得高分子材料与工程学士学位, 2019年于西北工业大学获得化学博士学位,并于同年12月入职长安大学。主要研究领域为硅基特种高分子的精细设计与合成、聚合物前驱体转化陶瓷及其在耐高温、电磁波吸收/屏蔽材料方面的应用。目前主持国家自然科学基金青年科学基金项目、陕西省自然科学基础研究计划、中国博士后科学基金等项目,以第一作者或通讯作者在Adv. Funct. Mater.、Chem. Eng. J.、ACS Appl. Mater. Interfaces、J. Phys. Chem. C、Adv. Eng. Mater.、Chin. J. Aeronaut.、《高分子学报》等期刊发表论文10余篇。获2020年度教育部技术发明二等奖(排名第五)。
颜录科,男,1979年生,陕西扶风人,长安大学材料学院高分子材料与工程系教授,博士生导师,陕西省重点科技创新团队(绿色与功能高分子创新团队)负责人,中国复合材料学会纳米复合材料委员会委员,中国塑料加工工业协会专家委员会专家,陕西省腐蚀与防护学会第六届理事,西安市粘接技术协会第十一届理事。德国德累斯顿莱布尼兹高分子研究所访问学者。于2008年5月在西北工业大学获得材料学专业工学博士学位,随后入职长安大学从事教学、科研工作。作为长安大学高分子材料与工程本科专业创始人,独立完成该专业申请,负责专业规划与建设、培养方案和培养计划制定与修订、课程建设与人才培养等工作;创建高分子材料与工程系并担任第一届系主任,带领专业于2021年11月获批陕西省“省级一流本科专业”建设点、2022年6月完成工程教育专业认证进校考查。长期从事绿色与功能高分子及其复合材料的研究,致力于其在污水处理、交通路面强化、废塑料绿色再生与高值化等领域的应用研究。主持和参与国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划、陕西省自然科学基金、陕西省创新能力支撑计划以及冬奥会重大工程项目等多项研究项目,在Adv. Funct. Mater.、Small、J. Mater. Chem. A、J. Membrane Sci.、Chem. Eng. J.等国际主流功能材料期刊发表论文30余篇,授权发明专利13项、成功转化2项。作为发起人,成功连续召开三届高分子材料产学研论坛。
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