专利名称：一种SiC-SiAlCN微晶玻璃的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种微晶玻璃的制造方法，具体地说，是指一种采用高温热解陶瓷前驱体聚合物合金制备非氧化物微晶玻璃的制造方法。
背景技术：
微晶玻璃材料是在单一均勻的玻璃相中析出晶体所形成的微晶体分散在连续、致 密的玻璃相中的复相材料，由于微晶玻璃是由晶体和非晶或无定形体构成的，并且具有特 殊的晶体均勻分散的多维复合结构，所以该材料具有诸多既不同于多晶的陶瓷，也不同于 玻璃的优异特性，成为一类独特的新型材料。由于其优异的性能及其特性的可设计性强的 特点，微晶玻璃已在从日常生活、建筑装饰到光学、电子器件、生物材料以及军事国防、航空 航天等领域得到广泛的应用。微晶玻璃的特性是由其构成体微晶和玻璃的基本特性以及两者的相互作用决定 的。目前的微晶玻璃都是基于硅酸盐、铝硅酸盐和硼硅酸盐玻璃体系，从中析出的晶体也是 石英、莫来石、长石等氧化物晶体，由于这些氧化物玻璃相的高温力学性能随温度升高急剧 下降，因此传统微晶玻璃在高温环境下的使用受到了很大的限制。《MaterialsScience Forum)) 2003 年 416 卷第一期公开一篇 "Developmentand characterization of Si-Al-O-N-C ceramic composites obtained frompolysiloxane-filler mixtures”的文章，该文章中通过先将活性填料Si粉和Al粉添 加到聚甲基苯基硅氧烷中制备含金属的聚合物，之后再加入惰性填料SiC粉体，通过低温 交联后在氮气保护下高温裂解，制备了 SiC、AlN、SiA10N颗粒分散在非晶SiOC中的SiAlONC 复相陶瓷。填料采用粉体形式添加到聚硅氧烷中，难以保证混合均勻，容易出现局域的晶体 富集区而降低性能；非晶相SiOC网络由于有低配位0的存在，使该复相陶瓷高温力学性能 下降；而且此复相陶瓷的热稳定性不好。
发明内容
本发明的目的是为了使微晶玻璃能在1400°C 1500°C下稳定使用，同时也为了 改善现有微晶玻璃的制备方法和改变现有微晶玻璃的氧化物组成所引起的问题。本发明 的一种全新的高共价键碳氮化合物体系微晶玻璃，既SiC-SiAlCN微晶玻璃，SiC晶粒弥散 分布在SiAlCN非晶相中，SiC晶粒是从固化物中PCS微区析晶获得，PAS区域热解后获得 SiAlCN高共价键非晶相。该微晶玻璃具有高温稳定性好，抗高温氧化，可适用于高温有氧环 境下长时间使用。本发明的一种SiC-SiAlCN微晶玻璃的制造方法包括有下列制备步骤步骤一制备无水甲苯将甲苯C6H6和氢化钙CaH2经A开口装入第一反应容器中，在温度105°C 110°C 下进行回流除去甲苯中的痕量水，然后再在110°C 112°c下进行蒸馏制得无水甲苯；用量100ml的甲苯中加入Ig IOg的氢化钙；
步骤二 制液态聚铝硅氮烷(A)通过A开口向第二反应容器中充入5min 1011^11的队，队流量为301111/1^11 40ml/min ；(B)将金属铝有机物和聚硅氮烷经B开口装入第二反应容器中；(C)通过磁力搅拌设备调节四氟磁力转子的转速为600r/min 800r/min ；(D)在温度20°C 25°C下搅拌反应50min 150min后，再在温度40°C 45°C下搅拌反应5h 15h得到液态聚铝硅氮烷；用量以金属铝有机物中铝的摩尔含量为计量参考，Imol的所述铝中加入200g 750g的聚硅氮烷；所述金属铝有机物可以是三甲基铝烷、三乙基铝烷、二甲基氨基铝烷、氢化铝、乙 酰丙酮铝或者异丙醇铝中的一种；第二反应容器的A开口上安装有N2管，该N2管用于向第二反应容器中输入N2, N2 流量为 30ml/min 40ml/min ；步骤三制PCS-甲苯溶液将聚碳硅烷溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成PCS-甲苯溶液；用量1ml的无水甲苯中加入0. Ig 1. Og的聚碳硅烷；
步骤四制PAS-甲苯溶液将步骤二制得的液态聚铝硅氮烷溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成PAS-甲苯 溶液；用量1ml的无水甲苯中加入0. Iml 1. Oml的液态聚铝硅氮烷；步骤五制前驱体聚合物合金将步骤三制得的PCS-甲苯溶液和步骤四制得的PAS-甲苯溶液在磁力搅拌速度为 600r/min 800r/min、温度为20°C 25°C、搅拌时间为20min 50min下混合制得前驱体
聚合物合金；用量PCS-甲苯溶液与PAS-甲苯溶液的重量份比为1 2、1 3或者1 4 ；步骤六去除前驱体聚合物合金中的溶剂将前驱体聚合物合金装入旋转蒸发仪的梨形瓶中，抽真空至0. 02MPa 0. 05MPa, 调节旋转速度为20r/min 50r/min、蒸发温度为40°C 50°C、蒸发时间为20min 50min 后得到PCS/PAS前驱体聚合物合金；步骤七固化制PCS/PAS固化物将步骤六得到的PCS/PAS前驱体聚合物合金置于真空度为0. OOlMPa 0. 05MPa、 固化温度为160°C 180°C的条件下，固化2h 3h后得到PCS/PAS固化物；步骤八制SiC-SiAlCN微晶玻璃将PCS/PAS固化物置于管式气氛炉中，测得炉内初始温度Ttl为20°C，以2 V / min 5°C /min的第一升温速度、升温至600°C 800°C的无机化温度T1,并在600°C 800°C下保温2h 3h后；再以2°C /min 5°C /min的第二升温速度t2升温至1200°C 1300°C的晶化温度T2,并在1200°C 1300°C下保温2h 3h后，随炉冷却至20°C 30°C， 取出，制得SiC-SiAlCN微晶玻璃；步骤八反应过程中一直需要向管式气氛炉中充入N2, N2流量为40ml/min 80ml/mirio本发明制备SiC-SiAlCN微晶玻璃工艺具有如下的优点①要想制备高共价键的微晶玻璃，传统制备方法无法实现，而采用PCS/PAS聚合物合金无机化后再高温热解析晶制备微晶玻璃，此种做法完全不同于传统微晶玻璃的制备 方法，为制备高共价键高温微晶玻璃提供一种方法。②聚合物合金的成分可以设计，另外SiC是从固化后的PCS微区析晶得到，这样 SiC的晶粒尺寸可以通过PCS的微区大小进行控制，而且SiAlCN非晶具有很宽泛的组成，如 此就可以实现该微晶玻璃组织的预先设计。③从SiC-SiAlCN微晶玻璃析晶前后的XRD图中能够看出在35°、60°、72°处为 SiC晶体的三强峰，根据谢乐方程计算可知SiC晶粒为3nm 4nm。④从SiC-SiAlCN微晶玻璃的TEM图片图中能够看出，黑色圆点的SiC晶体的晶粒 尺寸为3nm 4nm。⑤制得的SiC-SiAlCN微晶玻璃可在1400°C 1500°C有氧环境下长时间使用，现 有微晶玻璃根本无法胜任，使该非氧化物微晶玻璃可成为高温有氧环境下使用的备选材 料。
图1是回流蒸馏装置筒示图。图2是集热式磁力搅拌装置示意图。图3是本发明的固化物裂解工艺曲线。图4是本发明实施例1制得SiC-SiAlCN微晶玻璃析晶前后的XRD图。图5是本发明实施例1制得SiC-SiAlCN微晶玻璃的TEM图片。
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。本发明的一种全新的高共价键碳氮化合物体系微晶玻璃，既SiC-SiAlCN微晶玻 璃的制备方法具体操作如下步骤一制备无水甲苯将甲苯C6H6和氢化钙CaH2经A开口装入第一反应容器中，在温度105 V Iio0C (温度计实时测得)下进行回流除去甲苯中的痕量水，然后再在110°C 112°C (温 度计实时测得)下进行蒸馏制得无水甲苯；IOOml的甲苯中加入Ig IOg的氢化钙；在本 发明中，加热套为第一反应容器中的物质(甲苯和氢化钙)提供回流和蒸馏时的所需温度。 参见图1所示，第一反应容器的A开口用于装入反应用物质；B开口安装有冷凝管，该冷凝 管用于在回流过程中，对蒸发出的甲苯进行冷却，经冷却后的甲苯转变为液体再次回流至 第一反应容器中；C开口上安装有温度计，该温度计用于测量物质(甲苯和氢化钙)反应过 程中的温度。步骤二 制液态聚铝硅氮烷(PAS)(A)通过A开口向第二反应容器中充入5min 1011^11的队，队流量为301111/1^11 40ml/min ； (B)将金属铝有机物和聚硅氮烷经B开口装入第二反应容器中；(C)通过磁力搅拌设备调节四氟磁力转子的转速为600r/min 800r/min ； (D)在温度20°C 25°C下搅拌反应50min 150min后，再在温度40°C 45°C下搅拌反应5h 15h得到液态聚铝硅氮烷； 用量以金属铝有机物中铝的摩尔含量为计量参考，Imol的所述铝中加入200g 750g的
聚硅氮烷；所述金属铝有机物可以是三甲基铝烷、三乙基铝烷、二甲基氨基铝烷、氢化铝、乙 酰丙酮铝或者异丙醇铝中的一种；参见图2所示，第二反应容器的A开口上安装有N2管，该N2管用于向第二反应容 器中输入N2, N2流量为30ml/min 40ml/min ；B开口用于装入反应用物质(金属铝有机物和聚硅氮烷)；C开口安装有冷凝管，该冷凝管是为了降低物质(金属铝有机物和聚硅氮烷)在反 应过程中挥发造成的反应物质量损失。即在磁力搅拌状态下，物质反应在温度下会有部分 物质挥发，挥发的物质进入冷凝管后经冷却转变为液体再次回流至第二反应容器中；D开口上安装有温度计，该温度计用于测量物质(金属铝有机物和聚硅氮烷)反应 过程中的温度。第二反应容器的底部安装有集热式磁力搅拌设备，该集热式磁力搅拌设备为磁力 转子提供转速，同时为第二反应容器提供反应所需的温度。步骤三制PCS-甲苯溶液将聚碳硅烷(PCS)溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成PCS-甲苯溶液；用量1ml的无水甲苯中加入0. Ig 1. Og的聚碳硅烷；步骤四制PAS-甲苯溶液将步骤二制得的液态聚铝硅氮烷(PAS)溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成 PAS-甲苯溶液；用量1ml的无水甲苯中加入0. Iml 1. Oml的液态聚铝硅氮烷(PAS)；步骤五制前驱体聚合物合金将步骤三制得的PCS-甲苯溶液和步骤四制得的PAS-甲苯溶液在磁力搅拌速度为 600r/min 800r/min、温度为20°C 25°C、搅拌时间为20min 50min下混合制得前驱体
聚合物合金；用量PCS-甲苯溶液与PAS-甲苯溶液的重量份比为1 2、1 3或者1 4 ；步骤六去除前驱体聚合物合金中的溶剂将前驱体聚合物合金装入旋转蒸发仪的梨形瓶中，抽真空至0.02MPa 0. 05MPa(梨形瓶内的真空度)，调节旋转速度为20r/min 50r/min、蒸发温度为40°C 50°C、蒸发时间为20min 50min后得到PCS/PAS前驱体聚合物合金；步骤七固化制PCS/PAS固化物将步骤六得到的PCS/PAS前驱体聚合物合金置于真空度为0. OOlMPa 0. 05MPa、 固化温度为160°C 180°C的条件下，固化2h 3h后得到PCS/PAS固化物；步骤八制SiC-SiAlCN微晶玻璃将PCS/PAS固化物置于管式气氛炉中，测得炉内初始温度Ttl为20°C，以2°C / min 5°C /min的第一升温速度、升温至600°C 800°C的无机化温度T1,并在600°C 800°C下保温2h 3h后；再以2°C /min 5°C /min的第二升温速度t2升温至1200°C 1300°C的晶化温度T2，并在1200°C 1300°C下保温2h 3h后，随炉冷却至室温(20°C 30°C )，取出，制得SiC-SiAlCN微晶玻璃；温度曲线如图3所示。在本发明的步骤八反应过程中一直需要向管式气氛炉中充入N2, N2流量为40ml/ min 80ml/mino实施例1 步骤一制备无水甲苯将甲苯C6H6和氢化钙CaH2经A开口装入第一反应容器中，在温度105°C (温度计实时测得)下进行回流除去甲苯中的痕量水，然后再在110°C (温度计实时测得)下进行蒸 馏制得无水甲苯；IOOml的甲苯中加入5g的氢化钙；步骤二 制液态聚铝硅氮烷(PAS)(A)通过A开口向第二反应容器中充入IOmin的N2,N2流量为40ml/min ；⑶将氢 化铝和聚硅氮烷经B开口装入第二反应容器中；(C)通过磁力搅拌设备调节四氟磁力转子 的转速为800r/min ； (D)在温度22°C下搅拌反应IOOmin后，再在温度40°C下搅拌反应IOh 得到液态聚铝硅氮烷；用量以氢化铝中铝的摩尔含量为计量参考，Imol的所述铝中加入 450g的聚硅氮烷；参见图2所示，第二反应容器的A开口上安装有N2管，该N2管用于向第二反应容 器中输入N2, N2流量为40ml/min ；步骤三制PCS-甲苯溶液将聚碳硅烷(PCS)溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成PCS-甲苯溶液；Iml的无 水甲苯中加入0. 5g的聚碳硅烷； 步骤四制PAS-甲苯溶液将步骤二制得的液态聚铝硅氮烷(PAS)溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成 PAS-甲苯溶液；Iml的无水甲苯中加入0. 5ml的液态聚铝硅氮烷(PAS)；步骤五制前驱体聚合物合金将步骤三制得的PCS-甲苯溶液和步骤四制得的PAS-甲苯溶液在磁力搅拌速度为 SOOr/min、温度为22°C、搅拌时间为40min下混合制得前驱体聚合物合金；用量PCS-甲苯 溶液与PAS-甲苯溶液的重量份比为1 2;步骤六去除前驱体聚合物合金中的溶剂将前驱体聚合物合金装入旋转蒸发仪的梨形瓶中，抽真空至0. 03MPa，调节旋转速 度为40r/min、蒸发温度为50°C、蒸发时间为50min后得到无溶剂的PCS/PAS前驱体聚合物 合金；步骤七固化制PCS/PAS固化物将步骤六得到的无溶剂的PCS/PAS前驱体聚合物合金置于真空度为0. OlMPa,固 化温度为170°C的条件下，固化2h后得到PCS/PAS固化物；步骤八制SiC-SiAlCN微晶玻璃将PCS/PAS固化物置于管式气氛炉中，测得炉内初始温度Ttl为20°C，以3°C /min 的第一升温速度、升温至700°C的无机化温度T1，并在700°C下保温2h后；再以;TC /min的 第二升温速度t2升温至1200°C的晶化温度T2,并在1200°C下保温2h后，随炉冷却至22°C， 取出，制得SiC-SiAlCN微晶玻璃；反应过程中一直向管式气氛炉充入N2, N2流量为60ml/min .
对采用实施例1方法制得的SiC-SiAlCN微晶玻璃进行表面颜色观察，为黑色。从图4可以看出，PCS/PAS前驱体聚合物合金在800°C无机化后为非晶状态，而经过1300°C析晶处理后，成功的析出纳米SiC，根据XRD晶粒尺寸计算和TEM图片(图5)可 知SiC晶粒为3nm 4nm，上述XRD晶粒尺寸根据谢乐方程计算，说明经过上述操作后可制 备出SiC-SiAlCN微晶玻璃。实施例2 步骤一制备无水甲苯将甲苯C6H6和氢化钙CaH2经A开口装入第一反应容器中，在温度108°C (温度计 实时测得)下进行回流除去甲苯中的痕量水，然后再在112°C (温度计实时测得)下进行蒸 馏制得无水甲苯；IOOml的甲苯中加入IOg的氢化钙；步骤二 制液态聚铝硅氮烷(PAS)(A)通过A开口向第二反应容器中充入5min的N2, N2流量为40ml/min ；⑶将三 甲基铝烷和聚硅氮烷经B开口装入第二反应容器中；(C)通过磁力搅拌设备调节四氟磁力 转子的转速为700r/min ； (D)在温度20°C下搅拌反应50min后，再在温度40°C下搅拌反应 IOh得到液态聚铝硅氮烷；用量以三甲基铝烷中铝的摩尔含量为计量参考，Imol的所述铝 中加入200g的聚硅氮烷；参见图2所示，第二反应容器的A开口上安装有N2管，该N2管用于向第二反应容 器中输入N2, N2流量为35ml/min ；步骤三制PCS-甲苯溶液将聚碳硅烷(PCS)溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成PCS-甲苯溶液；Iml的无 水甲苯中加入0. Ig的聚碳硅烷；步骤四制PAS-甲苯溶液将步骤二制得的液态聚铝硅氮烷(PAS)溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成 PAS-甲苯溶液；Iml的无水甲苯中加入0. Iml的液态聚铝硅氮烷(PAS)；步骤五制前驱体聚合物合金将步骤三制得的PCS-甲苯溶液和步骤四制得的PAS-甲苯溶液在磁力搅拌速度为 600r/min、温度为25°C、搅拌时间为20min下混合制得前驱体聚合物合金；用量PCS-甲苯 溶液与PAS-甲苯溶液的重量份比为1 3;步骤六去除前驱体聚合物合金中的溶剂将前驱体聚合物合金装入旋转蒸发仪的梨形瓶中，抽真空至0. 02MPa，调节旋转速 度为20r/min、蒸发温度为40°C、蒸发时间为20min后得到无溶剂的PCS/PAS前驱体聚合物 合金；步骤七固化制PCS/PAS固化物将步骤六得到的无溶剂的PCS/PAS前驱体聚合物合金置于真空度为0. OOlMPa,固 化温度为160°C的条件下，固化3h后得到PCS/PAS固化物；步骤八制SiC-SiAlCN微晶玻璃将PCS/PAS固化物置于管式气氛炉中，测得炉内初始温度Ttl为20°C，以5°C /min 的第一升温速度、升温至800°C的无机化温度T1，并在800°C下保温3h后；再以5°C /min的第二升温速度t2升温至1300°C的晶化温度T2,并在1300°C下保温3h后，随炉冷却至室 温30°C，取出，制得SiC-SiAlCN微晶玻璃；反应过程中一直向管式气氛炉充入N2, N2流量为 40ml/mino实施例3 步骤一制备无水甲苯将甲苯C6H6和氢化钙CaHJ^A开口装入第一反应容器中，在温度110°C (温度计 实时测得)下进行回流除去甲苯中的痕量水，然后再在112°C (温度计实时测得)下进行蒸 馏制得无水甲苯；IOOml的甲苯中加入Ig的氢化钙；步骤二 制液态聚铝硅氮烷(PAS)(A)通过A开口向第二反应容器中充入IOmin的N2,N2流量为30ml/min ； (B)将金属铝有机物和聚硅氮烷经B开口装入第二反应容器中；(C)通过磁力搅拌设备调节四氟磁 力转子的转速为600r/min ；⑶在温度25°C下搅拌反应150min后，再在温度45°C下搅拌反 应15h得到液态聚铝硅氮烷；用量以金属铝有机物中铝的摩尔含量为计量参考，Imol的所 述铝中加入700g的聚硅氮烷；所述金属铝有机物可以是三乙基铝烷、二甲基氨基铝烷、乙 酰丙酮铝或者异丙醇铝中的一种；参见图2所示，第二反应容器的A开口上安装有N2管，该N2管用于向第二反应容 器中输入N2, N2流量为30ml/min ；第二反应容器的底部安装有集热式磁力搅拌设备，该集热式磁力搅拌设备为磁力 转子提供转速，同时为第二反应容器提供反应所需的温度。步骤三制PCS-甲苯溶液将聚碳硅烷(PCS)溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成PCS-甲苯溶液；Iml的无 水甲苯中加入1. Og的聚碳硅烷；步骤四制PAS-甲苯溶液将步骤二制得的液态聚铝硅氮烷(PAS)溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成 PAS-甲苯溶液；Iml的无水甲苯中加入1. Oml的液态聚铝硅氮烷(PAS)；步骤五制前驱体聚合物合金将步骤三制得的PCS-甲苯溶液和步骤四制得的PAS-甲苯溶液在磁力搅拌速度为 700r/min、温度为20°C、搅拌时间为50min下混合制得前驱体聚合物合金；用量PCS-甲苯 溶液与PAS-甲苯溶液的重量份比为1:4;步骤六去除前驱体聚合物合金中的溶剂将前驱体聚合物合金装入旋转蒸发仪的梨形瓶中，抽真空至0. 05MPa，调节旋转速 度为50r/min、蒸发温度为40°C、蒸发时间为30min后得到无溶剂的PCS/PAS前驱体聚合物 合金；步骤七固化制PCS/PAS固化物将步骤六得到的无溶剂的PCS/PAS前驱体聚合物合金置于真空度为0. 03MPa、固 化温度为180°C的条件下，固化2h后得到PCS/PAS固化物；步骤八制SiC-SiAlCN微晶玻璃将PCS/PAS固化物置于管式气氛炉中，测得炉内初始温度Ttl为20°C，以2°C /min 的第一升温速度、升温至600°C的无机化温度T1,并在600°C下保温2. 5h后；再以2°C /min的第二升温速度t2升温至1400°C的晶化温度T2,并在1400°C下保温3h后，随炉冷却至25°C，取出，制得SiC-SiAlCN微晶玻璃；反应过程中一直向管式气氛炉充入N2, N2流量为 80ml/mino
权利要求
一种SiC-SiAlCN微晶玻璃的制造方法，其特征在于包括有下列制备步骤步骤一制备无水甲苯将甲苯C6H6和氢化钙CaH2经A开口装入第一反应容器中，在温度105℃～110℃下进行回流除去甲苯中的痕量水，然后再在110℃～112℃下进行蒸馏制得无水甲苯；用量100ml的甲苯中加入1g～10g的氢化钙；步骤二制液态聚铝硅氮烷(A)通过A开口向第二反应容器中充入5min～10min的N2，N2流量为30ml/min～40ml/min；(B)将金属铝有机物和聚硅氮烷经B开口装入第二反应容器中；(C)通过磁力搅拌设备调节四氟磁力转子的转速为600r/min～800r/min；(D)在温度20℃～25℃下搅拌反应50min～150min后，再在温度40℃～45℃下搅拌反应5h～15h得到液态聚铝硅氮烷；用量以金属铝有机物中铝的摩尔含量为计量参考，1mol的所述铝中加入200g～750g的聚硅氮烷；所述金属铝有机物可以是三甲基铝烷、三乙基铝烷、二甲基氨基铝烷、氢化铝、乙酰丙酮铝或者异丙醇铝中的一种；第二反应容器的A开口上安装有N2管，该N2管用于向第二反应容器中输入N2，N2流量为30ml/min～40ml/min；步骤三制PCS-甲苯溶液将聚碳硅烷溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成PCS-甲苯溶液；用量1ml的无水甲苯中加入0.1g～1.0g的聚碳硅烷；步骤四制PAS-甲苯溶液将步骤二制得的液态聚铝硅氮烷溶解于步骤一制得的无水甲苯中形成PAS-甲苯溶液；用量1ml的无水甲苯中加入0.1ml～1.0ml的液态聚铝硅氮烷；步骤五制前驱体聚合物合金将步骤三制得的PCS-甲苯溶液和步骤四制得的PAS-甲苯溶液在磁力搅拌速度为600r/min～800r/min、温度为20℃～25℃、搅拌时间为20min～50min下混合制得前驱体聚合物合金；用量PCS-甲苯溶液与PAS-甲苯溶液的重量份比为1∶2、1∶3或者1∶4；步骤六去除前驱体聚合物合金中的溶剂将前驱体聚合物合金装入旋转蒸发仪的梨形瓶中，抽真空至0.02MPa～0.05MPa，调节旋转速度为20r/min～50r/min、蒸发温度为40℃～50℃、蒸发时间为20min～50min后得到PCS/PAS前驱体聚合物合金；步骤七固化制PCS/PAS固化物将步骤六得到的PCS/PAS前驱体聚合物合金置于真空度为0.001MPa～0.05MPa、固化温度为160℃～180℃的条件下，固化2h～3h后得到PCS/PAS固化物；步骤八制SiC-SiAlCN微晶玻璃将PCS/PAS固化物置于管式气氛炉中，测得炉内初始温度T0为20℃，以2℃/min～5℃/min的第一升温速度t1升温至600℃～800℃的无机化温度T1，并在600℃～800℃下保温2h～3h后；再以2℃/min～5℃/min的第二升温速度t2升温至1200℃～1300℃的晶化温度T2，并在1200℃～1300℃下保温2h～3h后，随炉冷却至20℃～30℃，取出，制得SiC-SiAlCN微晶玻璃；步骤八反应过程中一直需要向管式气氛炉中充入N2，N2流量为40ml/min～80ml/min。
2.根据权利要求1所述的SiC-SiAlCN微晶玻璃的制造方法，其特征在于制得的 SiC-SiAlCN微晶玻璃中SiC晶粒弥散分布在SiAlCN非晶相中，SiC晶粒是从固化物中PCS 微区析晶获得，PAS区域热解后获得SiAlCN高共价键非晶相。
3.根据权利要求1所述的SiC-SiAlCN微晶玻璃的制造方法，其特征在于制得的 SiC-SiAlCN微晶玻璃能在1400°C 1500°C下稳定使用。
4.根据权利要求1所述的SiC-SiAlCN微晶玻璃的制造方法，其特征在于制得的 SiC-SiAlCN微晶玻璃在35°、60°、72°处为SiC晶体的三强峰，根据谢乐方程计算得到 SiC晶粒为3nm 4nm。
全文摘要
本发明公开了一种SiC-SiAlCN微晶玻璃的制造方法，该方法用甲苯和氢化钙制无水甲苯，并用无水甲苯与PCS混合得PCS甲苯溶液；用金属铝有机物和聚硅氮烷制PAS，并用无水甲苯与PAS混合得PAS甲苯溶液；然后采用真空固化后气氛高温热解工艺，对不同比例的PCS甲苯溶液与PAS甲苯溶液混合制得的陶瓷前驱体聚合物合金进行处理，获得能够在1400℃～1500℃下稳定使用的SiC-SiAlCN微晶玻璃。本发明制得的SiC-SiAlCN微晶玻璃中SiC晶粒弥散分布在SiAlCN非晶相中，SiC晶粒是从固化物中PCS微区析晶获得，PAS区域热解后获得SiAlCN高共价键非晶相。
文档编号C03C10/02GK101844870SQ20101016286
公开日2010年9月29日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者于涛, 张跃, 李松 申请人:北京航空航天大学