編號：FTJS10586
篇名：ZrO2增強聚合物先驅體SiCNO復合陶瓷的制備和力學性能
作者：費軒 余煜璽 嚴遠高 魏永金 趙剛 黃柳英
關鍵詞： 聚合物先驅體陶瓷 二氧化鋯 復合陶瓷 力學性能
機構： 廈門大學材料學院福建省特種先進材料重點實驗室
摘要： 聚合物先驅體陶瓷(polymer-derived ceramics,PDCs)技術具有制造簡單、成分可調等優(yōu)點,為制備新型陶瓷提供了有效途徑。然而,由于熱解過程中微小分子的逃逸形成孔洞缺陷,先驅體技術制備的無定形聚合物衍生SiCNO陶瓷(PDCs-SiCNO陶瓷)的力學性能較差。為解決上述問題,通過向陶瓷基體添加第二相(顆粒強化)來實現(xiàn)增強先驅體陶瓷。對聚乙烯基硅氮烷(PVSZ)和ZrO2進行先球磨后熱解,制備ZrO2顆粒增強PDCs-SiCNO復合陶瓷(PDCs-SiCNOZrO2),研究PDCs-SiCNO-ZrO2復合陶瓷的結構和力學性能。結果表明:引入的ZrO2填料作為增強體嵌入SiCNO陶瓷基體中,不僅能有效降低線收縮率,還能大幅提高PDCs-SiCNO-ZrO2復合陶瓷的力學性能。添加10%(質量分數(shù))ZrO2的PDCs-SiCNO-ZrO2復合陶瓷的彎曲強度和壓縮強度分別為197.03 MPa和375.2 MPa,比PDCs-SiCNO陶瓷高出64%和267%,其硬度值最高可達20.92 GPa,斷裂韌度達到2.76 MPa·m1/2。適當含量ZrO2的加入有助于提升PDCsSiCNO陶瓷基體的致密化程度,從而提升了PDCs-SiCNO-ZrO2復合陶瓷的力學性能。
