新型高温黏结剂的制备及性能研究
胡继东陶孟·周延春
（航天材料及工艺研究所，先进功能复合材料技术重点实验室，北京100076）
文摘采用聚碳硅烷作为黏结剂主体，添加陶瓷组元的方法制备了新型耐高温黏结剂。采用流变仪研究了黏结剂的流变性能，采用TGA、XRD及SEM等方法研究了黏结剂的性能以及各组分含量与黏结剂性能之间的关系。结果表明：高温黏结剂具有良好的高温热稳定性及粘结强度，1200℃质量损失为16%，平均粘结强度为23.4MPa。
关键词聚碳硅烷，陶瓷组元，高温黏结剂
PreparationandPerformanceof HighTemperatureAdhesive
HuJidong
TaoMong
Zhou Yanchun
( Science and Technology on Advanced Functional Conposites Laboratory, Aerospsce Research Institute of
Materials & Processing Technology, Beijing 100076)
AbstractA high temperature adhesive was prepared by adding ceramic powders (SiC, ZrC, Si or Zr etc.) to polycarbosilane. Its rheology investigated by rheometer, The properties and relationship between component and prop-erties of adhesive were investigated by means of TGA, XRD and SEM. The results suggested that adhesive possessed good high temperature resistance and adhesive intensity. The weight loss was 16wt% in 1 200C (N, atmosphere),and its adhesive intensity was 6.4MPa.
Key wordsPolycarbosilanes, Ceramic powders, High temperature adhesive
0引言
耐高温及超高温复合材料如SiC/SiC、抗氟化C/ C等是高超声速飞行器、可重复使用飞行器中的关键耐热材料，在这类材料的应用过程中，连接是一个重要的技术难题，而高温黏结剂是复合材料连接必需的关键材料[1-3]。高温黏结剂可分为两大类：一类是无机黏结剂；另-类是有机黏结剂。无机黏结剂高温稳定性能好，但其固有的随性及低的粘结强度限制了这类材料的应用。有机黏结剂加工性能好，但绝大多数有机黏结剂300℃以上即开始分解，造成体积收缩及质量损失影响了其高温粘结强度(2-8]。
基于有机前驱体、漆加耐高温购瓷组元的方法制备新型黏结剂是解决这一问题的有效途径。这类新型高温黏结剂综合了无机黏结剂和有机黏结剂的优点，其特点是：
(1)室温下黏度可控：
（2)高温裂解陶瓷产物的热化学稳定性好；收稿日期：2013-0922
(3)情性和活性填料的调解范围比较大；
(4)易于施工；(5)应用范围广。
聚合物陶瓷前驱体（如聚碳硅烷、聚硅氮烷等）具有非常好的黏性，在较低的温度下可进行固化交联，交联后固体具有较好的强度，可作为黏结剂主体材料。但聚碳硅烷作为高温黏结剂使用时，在高温裂解过程中将有大量的气体逸出，导致黏结剂中产生大量的不规则气孔；同时裂解过程中伴随着质量减少及密度变化，有较大的体积收缩，将会降低粘结材料的强度，也易引起基体材料的变形和开裂。
在聚碳硅烷基体中添加不同的填料，可以减少高温下气孔和裂纹的数量，提高粘结强度。添加的填料可以分为情性填料与活性填料。情性填料是指不与裂解气体发生反应的填料，它的加人主要是提高黏结剂中固相的含量、降低前驱体的体积分数；活性填料是指在聚合物前驱体高温裂解过程中可与前驱体裂
作者简介：胡继东，1976年出生，高级工程师，主要从事离瓷前驱体研究工作。E-mail：hujidongiec88.ac.cr
宇航材料工艺万方数据
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2013年第6期
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