聚硅氮烷/BN耐热复合涂层的制备及性能
2021-10-20万耀明
材料工程 2021年10期
关键词:改性
万耀明,李 静,梁 璐,熊 瑜,王 彦
(中国航发北京航空材料研究院,北京 100095)
六方氮化硼(h-BN)是一种与石墨烯结构类似的二维材料,它们两者具有很多相似的性能[1],诸如优异的耐热性和导热性、良好的气体阻隔性,这些性能使它们可以在涂层表面防护领域发挥重要作用。目前已有报道将石墨烯片层结构的阻隔性能应用于涂料领域[2-5],但是石墨烯的导电性可能诱发的电化学腐蚀问题一直受到学术界的争议,而氮化硼是电绝缘材料,因而利用氮化硼作为功能填料加入涂料中不存在电化学腐蚀的风险,可以充分地利用其耐热和气体阻隔的性能。
聚硅氮烷是一类陶瓷前驱体型高分子树脂,低分子量的聚硅氮烷具有良好的流动性、可塑性强,在经历高温固化后能够转变为无机材料,耐高温性能优异,被广泛应用于陶瓷纤维及陶瓷复合材料等高温材料领域[6-9]。近些年,随着人们对聚硅氮烷性质了解的不断深入,国内外的研究者开始将聚硅氮烷拓展应用到其他材料领域,聚硅氮烷涂层材料就是其中重要的一个应用分支[10]。聚硅氮烷树脂结构中的极性化学键可提高其与金属表面的结合强度,而Si—N化学键优异的耐热性可以满足高温防护的应用需求,并且,固化后的聚硅氮烷材料内部结构高度密实,可以提供良好的气体和潮气阻隔功能[11],这些性能特点为其用作高温涂层材料提供了巨大的优势[12-13]。Riberio等利用聚硅氮烷制备得到的抗氧化涂层可以在最高800 ℃下对碳基纤维进行良好的防护,显著提高了碳基纤维的应用温度(从400 ℃提高到800 ℃)[14];……
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