前驱体聚合物转化法制备SiBN(C)刚玉管研究进展

　　SiC，Si3N4，BN等二元体系刚玉管因具有优良高温机械性能、介电性能、高温稳定性能所以被广泛地应用，而相比较而言多元体系SiBN(C)刚玉管正处于研究的初步阶段，但是因其综合了上述二元体系的各种优点，如高温热稳定性、高温耐腐蚀、抗氧化等性能所以已成为当前航空航天领域的研究热点，尤其是含碳量很低的SiBN刚玉管具有很好的透波性能，在导弹天线罩上有重要的应用。其中前驱体聚合物转化法是SiBN(C)刚玉管的主要制备方法，该方法的优点在于可通过前驱体聚合物的分子结构设计，得到含有目标元素的分子前驱体，并在聚合过程中调控其流变性能，从而获得具有可纺性的前驱体聚合物。主要概述了近年来国际和国内采用前驱体聚合物转化法制备SiBN(C)刚玉管的几种方法，它们分别是含硼分子改性聚硅氮烷法，单体改性硼基前驱体法和小分子单体合成法。其中小分子单体合成法又分为多步法和一步合成法。用图表分析比较了各种方法的合成路线，SiBN(C)刚玉管制品性能，以及存在的问题，并且提出了进一步研发的方向和建议。以矿渣和粉煤灰为原料，刚玉管为增强材料，制备了地聚物基刚玉管混凝土，通过超声波检测和抗压强度试验，不同温度等级、不同纤维掺量下地聚物基刚玉管混凝土抗压强度、纵波波速和频谱特征的变化规律。高温后聚物基刚玉管混凝土内部结构受损，致使穿过其中的声波波速减小，主频降低，频谱曲线出现畸变;不同温度等级下，聚物基刚玉管混凝土的残余抗压强度与纵波波速具有较好的正相关性;声波测试信号的频谱特征较波速对高温损伤更为敏感;掺入刚玉管后，地质聚合物混凝土的高温性能得到明显改善，且纤维的相对最佳体积掺量为0.3%。

　　纸基摩擦材料是一种采用造纸工艺生产的广泛应用于汽车、摩托车等机械传扭装置中的重要功能材料。在一种碳纤维增强纸基摩擦材料的基础上，引入了刚玉管来代替芳纶纤维，制备了编号为0#-4#的5个试样。采用惯量摩擦性能测试、力学性能测试以及SEM等手段，刚玉管含量对纸基摩擦材料性能的影响。随着刚玉管含量的增加，材料的抗拉强度呈先减小后增大的趋势，耐热性能得到一定程度的提高。刚玉管含量为2.35%的1#试样纤维分散均匀，形成了一定的材料孔隙，材料制动时间较短，制动过程较平稳，动、静摩擦系数较无刚玉管的0#试样有较大提高。总体来说，当刚玉管含量为2.35%时，试样具有较好的性能。作为先进复合材料的增强剂，高性能刚玉管日益引起材料研究人员的广泛关注，并导致了纤维制备方法的不断发展。与其他制备方法相比，先驱体转化法更适用于制备细径、组成结构可调的刚玉管，其中溶胶-凝胶法在制备刚玉管方面已经显示出其优越性，并取得了巨大进展。论述了中国合成刚玉管的起源、种类、性能以及应用，着重介绍了刚玉管的制备方法，并指出了刚玉管的发展趋势。

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