新型聚硅氮烷的陶瓷化及氮化硅纳米线生长机制研究

董法海; 朱楠楠; 张丽娟; 温广武

doi:10.13957/j.cnki.tcxb.2025.03.015

陶瓷学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (03) : 570 -579. DOI: 10.13957/j.cnki.tcxb.2025.03.015

新型聚硅氮烷的陶瓷化及氮化硅纳米线生长机制研究

董法海, 朱楠楠, 张丽娟, 温广武

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摘要

为了系统研究了丙烯酸酯改性聚硅氮烷（A-PSZ）的低温热固化行为及高温热解特性，通过40℃～200℃真空热处理结合红外光谱（FT-IR）分析，揭示了丙烯酸酯基团在固化初期（<200℃）通过自由基聚合主导交联反应。200℃时交联度达到97.5%，固化试样在氮气中1000℃热解后陶瓷产率高达81.7%。研究表明，A-PSZ在1450℃～1500℃热解时，β-Si₃N₄纳米线的生长（直径100 nm～500 nm）机制为气—固（VS）机制，XRD与TEM结果证实其晶相组成受热解温度调控：1450℃产物以非晶SiCN为主，1500℃时β-SiC、SiO2、α-Si₃N₄、β-Si₃N₄晶相共存。研究通过分子设计与工艺优化，为开发兼具高陶瓷产率及Si3N4纳米线的可控制备提供了新策略。