CN101700978A - SiBCN（O）陶瓷材料的制备方法 - Google Patents

SiBCN（O）陶瓷材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101700978A
CN101700978A CN200910309568A CN200910309568A CN101700978A CN 101700978 A CN101700978 A CN 101700978A CN 200910309568 A CN200910309568 A CN 200910309568A CN 200910309568 A CN200910309568 A CN 200910309568A CN 101700978 A CN101700978 A CN 101700978A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sibcn
stupalith
preparation
temperature
reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910309568A
Other languages
English (en)
Inventor
贾德昌
孙振淋
周玉
杨治华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN200910309568A priority Critical patent/CN101700978A/zh
Publication of CN101700978A publication Critical patent/CN101700978A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，它涉及一种多元陶瓷材料的制备方法。本发明解决了有机先驱体法制备SiBCN陶瓷材料的成本高、安全性差、操作复杂的问题。本方法如下：将硅源、硼源和溶剂的混合物在反应釜中搅拌48h～60h，再加入氨基甲酸铵，然后将反应釜内的温度升高、保温、降温，真空抽滤，得到SiBCN四元陶瓷先驱体，再将SiBCN四元陶瓷先驱体在惰性气体保护的条件下热解1h～3h，冷却至室温，即得SiBCN(O)陶瓷材料。本发明方法制备SiBCN(O)陶瓷材料过程中没有剧烈的放热反应，反应温和，操作简单；本发明的方法采用的原料低毒且价格低廉，制作成本低，不影响操作人员的健康，安全性好。

Description

SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种多元陶瓷材料的制备方法。
背景技术
现有的SiBCN陶瓷材料的制作方法主要是有机先驱体法，虽然有机先驱体法制作得到的SiBCN陶瓷材料的高温性能优异，抗氧化性好，但有机先驱体法还存在着以下的问题：1、有机先驱体法所使用的原料是有毒、价格昂贵、硼烷配合物或卤硼烷不易保存，这不仅增加了SiBCN陶瓷材料的制作成本，还危害操作人员的健康，安全性差；2、有机先驱体法的反应过程对实验条件和试验器材的要求非常严格，反应过程需要在保护气氛中进行，且氨解/胺解反应过程放出大量的热，必须在冰浴的条件下进行，操作复杂；3、有机先驱体法制作SiBCN陶瓷材料的过程中放出大量热，必须采用冰浴，这种路径最终限制了合成SiBCN陶瓷材料产量的问题，进而影响到这种材料的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了解决有机先驱体法制备SiBCN陶瓷材料的成本高、安全性差、操作复杂的问题，提供了一种SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法。
本发明SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法如下：一、将硅源与硼源按照3～9∶1的摩尔比加入到溶剂中制得混合物，然后将混合物在真空度为0.01MPa～0.03MPa的反应釜中搅拌30h～60h，再加入氨基甲酸铵，然后将反应釜内的温度升高至40℃～200℃保温30h～100h，保温的同时搅拌，再将反应釜内的温度降至室温；二、将步骤一反应釜中所得的产物在真空度为0.01MPa～0.02MPa、温度为60℃～100℃的条件下真空抽滤，即得SiBCN四元陶瓷先驱体；三、将SiBCN四元陶瓷先驱体在惰性气体保护、温度为1000℃～1200℃的条件下热解1h～3h，然后冷却至室温，即得SiBCN(O)陶瓷材料；步骤一中硅源与溶剂的摩尔比1∶5～20；步骤一中氨基甲酸铵与硅源的质量比为1∶1～1.3；步骤一所述的硼源为硼氢化钠、硼氢化钾、硼烷或三氯化硼；步骤一所述的硅源为甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基氢二氯硅烷、二乙烯基苯氯硅烷及三乙烯基氯硅烷中的一种或其中几种的组合；步骤一所述的溶剂为乙二醇二甲醚、乙醚、四氢呋喃、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚及四乙二醇二甲醚中的一种或其中几种的组合；步骤三中所述的惰性气体为氮气或氩气。
本发明方法制备SiBCN(O)陶瓷材料过程中没有剧烈的放热反应，反应温和，对实验环境和实验器材要求低，操作简单，且SiBCN(O)陶瓷材料的产量大；本发明的方法以硼氢化钠、甲基乙烯基二氯硅烷和四乙二醇二甲醚为原料，低毒且价格低廉，制作成本低，不影响操作人员的健康，安全性好；本发明方法得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式中SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法如下：一、将硅源与硼源按照3～9∶1的摩尔比加入到溶剂中制得混合物，然后将混合物在真空度为0.01MPa～0.03MPa的反应釜中搅拌30h～60h，再加入氨基甲酸铵，然后将反应釜内的温度升高至40℃～200℃保温30h～100h，保温的同时搅拌，再将反应釜内的温度降至室温；二、将步骤一反应釜中所得的产物在真空度为0.01MPa～0.02MPa、温度为60℃～100℃的条件下真空抽滤，即得SiBCN(O)陶瓷先驱体；三、将SiBCN(O)陶瓷先驱体在惰性气体保护、温度为1000℃～1200℃的条件下热解1h～3h，然后冷却至室温，即得SiBCN(O)陶瓷材料；步骤一中硅源与溶剂的摩尔比1∶5～20；步骤一中氨基甲酸铵与硅源的质量比为1∶1～1.3。
本实施方式步骤二中将步骤一反应釜中所得的产物采用布氏漏斗进行真空抽滤；步骤三中将SiBCN四元陶瓷先驱体放入管式炉中热解，管式炉炉管为氧化铝陶瓷管。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一所述的硼源为硼氢化钠、硼氢化钾、硼烷或三氯化硼。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一所述的硅源为甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基二氯硅烷、二乙烯基苯氯硅烷及三乙烯基氯硅烷中的一种或其中几种的组合。其它与具体实施方式一或二相同。
本实施方式所述的硅源为组合物时，各种硅源间按任意比混合。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三不同的是步骤一所述的溶剂为乙二醇二甲醚、四氢呋喃、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚及四乙二醇二甲醚中的一种或其中几种的组合。其它与具体实施方式一至三相同。
本实施方式所述的溶剂为组合物时，各种溶剂间按任意比混合。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四不同的是步骤三中所述的惰性气体为氮气或氩气。其它与具体实施方式一至四相同。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤一中硅源与硼源的摩尔比为6∶1。其它与具体实施方式一至五相同。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六不同的是步骤一中硅源与溶剂的摩尔比为1∶15。其它与具体实施方式一至六相同。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七不同的是步骤一中将反应釜内的温度升高至55℃保温48h。其它与具体实施方式一至七相同。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八不同的是步骤二中在温度为80℃的条件下真空抽滤。其它与具体实施方式一至八相同。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九不同的是步骤三中将SiBCN四元陶瓷先驱体在温度为1100℃的条件下热解2h。其它与具体实施方式一至九相同。
本实施方式得到的SiBCN(O)陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。
具体实施方式十一：本实施方式中SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法如下：一、将4.10克硼氢化钾、30毫升的甲基乙烯基二氯硅烷和100毫升乙二醇二甲醚混合后的混合物在真空度为0.02MPa的反应釜中搅拌48h，再加入氨基甲酸铵，然后将反应釜内的温度升高至55℃保温48h，保温的同时搅拌，再将反应釜内的温度降至室温；二、将步骤一反应釜中所得的产物在真空度为0.02MPa、温度为80℃的条件下真空抽滤，即得SiBCN四元陶瓷先驱体；三、将SiBCN(O)陶瓷先驱体在惰性气体保护、温度为1100℃的条件下热解3h，然后冷却至室温，即得SiBCN(O)陶瓷材料。
本实施方式得到的SiBCN陶瓷材料1500℃条件下长期使用不晶化、不分解，抗氧化性能优异。

Claims (10)

1.SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法如下：一、将硅源与硼源按照3～9∶1的摩尔比加入到溶剂中制得混合物，然后将混合物在真空度为0.01MPa～0.03MPa的反应釜中搅拌30h～60h，再加入氨基甲酸铵，然后将反应釜内的温度升高至40℃～200℃保温30h～100h，保温的同时搅拌，再将反应釜内的温度降至室温；二、将步骤一反应釜中所得的产物在真空度为0.01MPa～0.02MPa、温度为60℃～100℃的条件下真空旋转蒸发，即得SiBCN(O)陶瓷先驱体；三、将SiBCN(O)陶瓷先驱体在惰性气体保护、温度为1000℃～1200℃的条件下热解1h～3h，然后冷却至室温，即得SiBCN(O)陶瓷材料；步骤一中硅源与溶剂的摩尔比1∶5～20；步骤一中氨基甲酸铵与硅源的质量比为1∶1～1.3。
2.根据权利要求1所述的SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤一所述的硼源为硼氢化钠、硼氢化钾、硼烷或三氯化硼。
3.根据权利要求1或2所述的SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤一所述的硅源为甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基氢二氯硅烷、二乙烯基苯氯硅烷及三乙烯基氯硅烷中的一种或其中几种的组合。
4.根据权利要求3所述的SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤一所述的溶剂为乙二醇二甲醚、乙醚、四氢呋喃、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚及四乙二醇二甲醚中的一种或其中几种的组合。
5.根据权利要求1、2或4所述的SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的惰性气体为氮气或氩气。
6.根据权利要求5所述的SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤一中硅源与硼源的摩尔比为3∶1。
7.据权利要求1、2、4或6所述的SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤一中硅源与溶剂的摩尔比为1∶15。
8.根据权利要求7所述的SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤一中将反应釜内的温度升高至55℃保温48h。
9.据权利要求1、2、4、6或8所述的SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤二中在温度为90℃的条件下真空抽滤。
10.据权利要求9所述的SiBCN(O)陶瓷材料的制备方法，其特征在于步骤三中将SiBCN四元陶瓷先驱体在温度为1200℃的条件下热解2h。
CN200910309568A 2009-11-11 2009-11-11 SiBCN（O）陶瓷材料的制备方法 Pending CN101700978A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910309568A CN101700978A (zh) 2009-11-11 2009-11-11 SiBCN（O）陶瓷材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910309568A CN101700978A (zh) 2009-11-11 2009-11-11 SiBCN（O）陶瓷材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101700978A true CN101700978A (zh) 2010-05-05

Family

ID=42155911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910309568A Pending CN101700978A (zh) 2009-11-11 2009-11-11 SiBCN（O）陶瓷材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101700978A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101870585A (zh) * 2010-07-06 2010-10-27 中国人民解放军国防科学技术大学 一种Si-Al-C-N陶瓷先驱体的制备方法
CN102604108A (zh) * 2012-03-15 2012-07-25 中国科学院化学研究所 有机硅粘结剂及其专用硅硼碳氮聚合物
CN102604040A (zh) * 2012-03-20 2012-07-25 哈尔滨工业大学 SiCNO泡沫陶瓷的制备方法
CN103396125A (zh) * 2013-08-01 2013-11-20 哈尔滨工业大学（威海） 一种硼碳氮多孔陶瓷的制备方法
CN103896589A (zh) * 2014-03-06 2014-07-02 哈尔滨工业大学（威海） 一种纳米孔结构硅硼碳氮多孔陶瓷制备方法
CN104591741A (zh) * 2015-02-17 2015-05-06 哈尔滨工业大学 一种SiNCB陶瓷材料的制备方法
CN105968366A (zh) * 2016-05-26 2016-09-28 航天材料及工艺研究所 一种液态硼硅树脂及其制备方法和应用
CN106316348A (zh) * 2016-08-16 2017-01-11 贵州玉屏迈威科技有限公司 一种纳米级陶瓷材料微波水相合成方法
WO2024092881A1 (zh) * 2022-10-31 2024-05-10 北京宇航系统工程研究所 耐高低温抗振动防隔热材料及其制备方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101870585A (zh) * 2010-07-06 2010-10-27 中国人民解放军国防科学技术大学 一种Si-Al-C-N陶瓷先驱体的制备方法
CN102604108A (zh) * 2012-03-15 2012-07-25 中国科学院化学研究所 有机硅粘结剂及其专用硅硼碳氮聚合物
CN102604108B (zh) * 2012-03-15 2013-11-06 中国科学院化学研究所 有机硅粘结剂及其专用硅硼碳氮聚合物
CN102604040A (zh) * 2012-03-20 2012-07-25 哈尔滨工业大学 SiCNO泡沫陶瓷的制备方法
CN103396125A (zh) * 2013-08-01 2013-11-20 哈尔滨工业大学（威海） 一种硼碳氮多孔陶瓷的制备方法
CN103396125B (zh) * 2013-08-01 2014-07-02 哈尔滨工业大学（威海） 一种硼碳氮多孔陶瓷的制备方法
CN103896589A (zh) * 2014-03-06 2014-07-02 哈尔滨工业大学（威海） 一种纳米孔结构硅硼碳氮多孔陶瓷制备方法
CN104591741A (zh) * 2015-02-17 2015-05-06 哈尔滨工业大学 一种SiNCB陶瓷材料的制备方法
CN105968366A (zh) * 2016-05-26 2016-09-28 航天材料及工艺研究所 一种液态硼硅树脂及其制备方法和应用
CN105968366B (zh) * 2016-05-26 2019-03-12 航天材料及工艺研究所 一种液态硼硅树脂及其制备方法和应用
CN106316348A (zh) * 2016-08-16 2017-01-11 贵州玉屏迈威科技有限公司 一种纳米级陶瓷材料微波水相合成方法
WO2024092881A1 (zh) * 2022-10-31 2024-05-10 北京宇航系统工程研究所 耐高低温抗振动防隔热材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101700978A (zh) SiBCN（O）陶瓷材料的制备方法
CN100402424C (zh) 一种纳米六硼化物的合成方法
CN108948058B (zh) 三茂稀土金属配合物作为催化剂在催化醛和频哪醇硼烷合成反应中的应用
JP5561023B2 (ja) 硫化物固体電解質材料の製造方法
CN101525234B (zh) SiBCN陶瓷材料的制备方法
CN107955031B (zh) 一种利用微反应装置连续制备二硅烷类化合物的方法
CN102773099A (zh) 一种Cu-Cu2O-CuO三元铜基固溶催化剂及其制备方法
CN101857605B (zh) 耐高温1,7-双(烷基氢硅烷)-碳硼烷/苯乙炔基硅烷杂化树脂及其制备方法
CN107344713B (zh) 一种合成M(BH4)n和/或M2/nB12H12的方法
Momeni et al. Synthesis, Hirshfeld surface analysis, luminescence and thermal properties of three first‐row transition metal complexes containing 4′‐hydroxy‐2, 2′: 6′, 2 ″‐terpyridine: Application for preparation of nano metal oxides
CN104627972A (zh) 一种磷化锂粉体的制备方法
CN110204774B (zh) 负载型氮功能化有序介孔聚合物材料及其制备方法
CN101214969A (zh) 杂化微波合成纯的和掺杂的MgB2超导体
Chen et al. Improved dehydrogenation properties of the combined Mg (BH4) 2· 6NH3–nNH3BH3 system
CN101850957A (zh) 一种制备锂离子电池正极材料纳米级磷酸亚铁锂的方法
CN105542172A (zh) 主链含碳硼烷的硼硅炔聚合物及其制备方法
CN102765757A (zh) 高压相镁钒氧化物及其高温高压制备方法
Liang et al. Hydrothermal synthesis and characterization of the coordination polymer [Zn (bbdc)(H2O)] n (bbdc= 4, 4′-bibenzene-dicarboxylate) possessing a 3D network structure
CN101693618A (zh) SiCN(O)陶瓷材料及其制备方法
CN112898462B (zh) 一种高硼含量的含碳硼烷结构聚合物及其制备方法与应用
CN101973537A (zh) 一种过渡金属磷化物的制备方法
CN101747370A (zh) 三苯基氧膦的再生方法
CN108395447A (zh) 基于2,6-二异丙基苯胺基锂催化醛反应制备硼酸酯的方法
CN102220004B (zh) 一种耐热硅油复合物
CN101602773B (zh) 一种双乙二酸硼酸锂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100505