液態聚碳硅烷先驅體制備陶瓷基復合材料的工藝適應性研究

（中航復合材料有限責任公司，北京 101300）

先驅體浸漬裂解（PIP）工藝是利用陶瓷先驅體浸漬纖維預制體，交聯固化成型后經高溫轉化為陶瓷基復合材料的工藝，因其具備先驅體分子可設計、成型溫度低、可低溫陶瓷化、制備陶瓷基復合材料可加工等優點，而成為制備形狀復雜、尺寸精度高的陶瓷基復合材料構件的常用工藝方法[1-3]。

先驅體是PIP工藝制備陶瓷基復合材料的關鍵，其種類和性質決定了材料的制備工藝和性質[4-6]。Seyferth[7]提出用于PIP工藝的先驅體應具備“三低”（低粘度、低溫交聯、低收縮），“二無”（無雜質、無發泡），“一高”（陶瓷產率高）的特點。Wynne等[8]歸納了用于PIP工藝理想的有機硅聚合物陶瓷先驅體應該具有的多種性質：為了避免低分子量組分的揮發，相對分子質量要足夠高；為了適合浸漬，應具有合適的流變性；為了能夠熱固化，應具有潛在的反應活性；為了降低由于骨架斷裂所形成的碎片，應具有籠形或環形結構等。

傳統的PIP工藝主要使用固態先驅體浸漬裂解，該先驅體需要溶劑溶解、裂解產率低，致密化周期長，一般15～16個浸漬-裂解循環才能實現較為理想的致密化，致密化過程需要一個月至一個半月。針對PIP工藝，除了工藝方法上的改變，最有效地提高致密化效率的辦法就是采用一種高裂解產率、低粘度、低固化溫度的液態碳化硅先驅體進行浸漬裂解，可使SiC基體快速致密化，縮短陶瓷基復合材料制造周期。

針對上述不足，美、日等國在開發可替代固態PCS的液態聚碳硅烷方面開展了大量工作，發展了針對PIP工藝的低粘度、高陶瓷產率、分子結構可設計性強的液態先驅體聚合物，即第二代液態聚碳硅烷，已形成系列化產品[9]。……