Design of Polymeric Si−B−C−N Ceramic Precursors for Application in Fiber-Reinforced Composite Materials

陶瓷 材料科学 热重分析 硅氢加成 复合数 热稳定性 无定形固体 微观结构 复合材料 聚合物 化学工程 纤维 高分子化学 催化作用 有机化学 化学 工程类
作者
Markus Weinmann,Thomas W. Kamphowe,Jörg Schuhmacher,Klaus Müller,Fritz Aldinger
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:12 (8): 2112-2122 被引量:96
标识
DOI:10.1021/cm001031w
摘要

The synthesis, detailed spectroscopic characterization, polymer-to-ceramic conversion, and high-temperature behavior of a new class of polymeric precursors for Si−B−C−N composites are discussed. The title compounds [B(C2H4−SiR1R2−C2H4−SiHNH)3]n (C2H4 = CHCH3, CH2CH2; 5a: R1, R2 = H; 5b: R1 = H, R2 = CH3; 5c: R1, R2 = CH3) were designed especially for the preparation of ceramic films and fiber-reinforced ceramic composite matrixes. They are obtained in quantitative yields by the reaction of oligovinylsilazane [(H2CCH)SiH−NH]n (4) with tris(hydridosilylethyl)boranes of general type B(C2H4SiHR1R2)3 (C2H4 = CHCH3, CH2CH2; 3a: R1, R2 = H; 3b: R1 = H, R2 = CH3; 3c: R1, R2 = CH3) in a thermally induced hydrosilylation reaction without catalyst and/or solvent and without the formation of byproducts. Ceramic yields are 83% for 5a, 82% for 5b, and 63% for 5c as shown by thermogravimetric analysis (TGA). High-temperature TGA of the as-obtained amorphous ceramic materials, carried out in an argon atmosphere, reveals a thermal stability toward degradation of the 5b-derived material 6b up to 2000 °C. In contrast, the 6a material, which was obtained from 5a, decomposes around 1850 °C. The least stable is the 6c ceramic, which decomposes at 1450 °C. The microstructure development of 6a−6c was investigated in the temperature range of 1400−2000 °C by X-ray diffraction (XRD), indicating that preferentially crystalline α-silicon carbide is formed at 1700 °C for 6a, 1500 °C for 6b, and 1600 °C for 6c. In addition, there are less intensive reflections observed in the XRD patterns of 6a, caused by the formation of β-silicon nitride.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wang完成签到,获得积分10
刚刚
hj456发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
半生瓜发布了新的文献求助10
3秒前
田様应助谨慎的寒松采纳,获得10
3秒前
orixero应助谨慎的寒松采纳,获得10
3秒前
3秒前
科研通AI2S应助谨慎的寒松采纳,获得10
3秒前
3秒前
Hello应助谨慎的寒松采纳,获得10
3秒前
脑洞疼应助谨慎的寒松采纳,获得10
3秒前
3秒前
科研通AI2S应助谨慎的寒松采纳,获得10
3秒前
小小应助谨慎的寒松采纳,获得30
3秒前
artoria发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
可爱的函函应助之星君采纳,获得10
6秒前
李健的粉丝团团长应助tf采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
星星完成签到 ,获得积分10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
Trin发布了新的文献求助10
12秒前
谢大喵发布了新的文献求助10
12秒前
星辰大海应助半生瓜采纳,获得30
13秒前
hym发布了新的文献求助10
13秒前
充电宝应助琪琪采纳,获得10
13秒前
14秒前
artoria完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
19秒前
20秒前
之星君发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
hym完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
Xiaowen完成签到,获得积分10
22秒前
Vanilla应助Trin采纳,获得20
23秒前
自然的吐司完成签到 ,获得积分10
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5736834
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5368742
关于积分的说明 15334181
捐赠科研通 4880593
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2622909
邀请新用户注册赠送积分活动 1571817
关于科研通互助平台的介绍 1528640