采用乳液技術和先驅體轉化法相結合,利用改性后SiO₂顆粒表面的雙鍵引發(fā)聚硅氮烷（PSN）原位聚合,得到SiO₂/PSN核殼結構微球,經高溫裂解過程成功制備SiO₂/SiCN核殼陶瓷微球。研究SiO₂與PSN原料的質量比、固化時間和熱解溫度對核殼微球形成過程和形貌的影響,并采用SEM,EDS,TEM,FT-IR,XRD對微球的微觀形貌、化學成分及物相進行表征。結果表明:SiO₂與PSN質量比為1∶4時,200℃固化4h得到表面顆粒分布均一、包覆完全的SiO₂/PSN核殼微球;經800¹200℃熱處理后,得到能保持原來形貌的非晶態(tài)SiO₂/SiCN核殼陶瓷微球;1400℃熱解產物發(fā)生結晶,生成了SiO₂,SiC和Si₃N₄晶相。 

【文章來源】：材料工程. 2017,45(05)北大核心EICSCD

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

圖２純ＳｉＯ２和ＭＰＳ改性ＳｉＯ２的紅外譜圖Ｆｉｇ．２ＩｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒａｏｆｐｕｒｅＳｉＯ２ａｎｄＭＰＳ－ＳｉＯ２

））；隨著ＰＳＮ用量的增加，包覆程度逐漸增加，當ＳｉＯ２與ＰＳＮ質量比為１∶４時，ＳｉＯ２表面被ＰＳＮ顆粒完全包覆，形成表面顆粒分布均勻、包覆程度較理想的ＳｉＯ２／ＰＳＮ核殼微球（圖３（ｃ））；當質量比為１∶６時，ＰＳＮ包覆程度增大，過量的ＰＳＮ聚集在ＳｉＯ２表面且分布不均，導致ＳｉＯ２／ＰＳＮ核殼微球不能保持規(guī)則的球形形貌（圖３（ｄ））。圖４為２００℃時不同固化時間得到的ＳｉＯ２／ＰＳＮ圖３ＳｉＯ２與ＰＳＮ不同質量比制備的ＳｉＯ２／ＰＳＮ核殼微球的ＳＥＭ像（ａ）純ＳｉＯ２；（ｂ）１∶２；（ｃ）１∶４；（ｄ）１∶６Ｆｉｇ．３ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅＳｉＯ２／ＰＳＮｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｓｓｒａｔｉｏｓｏｆＳｉＯ２ａｎｄＰＳＮ（ａ）ｐｕｒｅＳｉＯ２；（ｂ）１∶２；（ｃ）１∶４；（ｄ）１∶６核殼微球的ＳＥＭ圖�？梢钥闯�，隨著固化時間的增加，ＰＳＮ殼層從微凝膠狀轉變?yōu)橹旅芡暾念w粒狀。當固化時間為２ｈ時（圖４（ａ）），固化反應初期ＰＳＮ固化程度較低，ＳｉＯ２表面形成微凝膠狀的ＰＳＮ殼層，造成大部分顆粒粘連在一起；固化時間為４ｈ時（圖４（ｂ）），ＰＳＮ顆粒完全固化在ＳｉＯ２表面，形成表面顆粒分布均勻、包覆完全的核殼結構微球；提高固化時間到６ｈ時，微球保持了穩(wěn)定核殼結構，與４ｈ固化反應得到的顆粒產物沒有明顯區(qū)別。由此可知，在２

材料工程２０１７年５月圖４不同固化時間制備的ＳｉＯ２／ＰＳＮ核殼微球的ＳＥＭ像（ａ）２ｈ；（ｂ）４ｈ；（ｃ）６ｈＦｉｇ．４ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅＳｉＯ２／ＰＳＮｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｒｉｎｇｔｉｍｅ（ａ）２ｈ；（ｂ）４ｈ；（ｃ）６ｈ面所帶的雙鍵發(fā)生加成反應，隨著反應時間的延長聚合物顆粒鍵合在ＳｉＯ２微球的表面，形成ＳｉＯ２微球為內核、ＰＳＮ為殼的穩(wěn)定核殼結構［２１］。圖５是ＭＰＳ改性ＳｉＯ２和ＳｉＯ２／ＰＳＮ微球的ＦＴ－ＩＲ譜圖。與硅烷偶聯(lián)劑ＭＰＳ改性ＳｉＯ２的紅外譜圖相比，ＳｉＯ２／ＰＳＮ核殼微球的ＦＴ－ＩＲ譜圖中出現(xiàn)ＰＳＮ的特征峰：３４００ｃｍ－１處的Ｎ—Ｈ伸縮振動峰，３０４７ｃｍ－１處不飽和Ｃ—Ｈ（—ＣＨ?ＣＨ２）的伸縮振動峰，２９６０ｃｍ－１和２８９４ｃｍ－１處的飽和Ｃ—Ｈ伸縮振動峰，１４０６ｃｍ－１和１６００ｃｍ－１處的Ｃ?Ｃ伸縮振動峰，１２６０ｃｍ－１處Ｓｉ—ＣＨ３振動峰，以及９０４ｃｍ－１處Ｓｉ—Ｎ—Ｓｉ的伸縮振動峰。同時，在１７２０ｃｍ－１處屬于ＭＰＳ的Ｃ?Ｏ以及１６３８ｃｍ－１處Ｃ?Ｃ的伸縮振動峰消失。說明ＰＳＮ通過與改性后ＳｉＯ２表面的Ｃ?Ｃ發(fā)生加成反應鍵合在ＳｉＯ２圖５ＭＰＳ改性ＳｉＯ２和ＳｉＯ２／ＰＳＮ核殼微球的紅外譜圖Ｆｉｇ．５Ｉｎｆｒ

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3269368