中文摘要：

有机硅烷前驱体经"交联-成型-热解"可形成硅基陶瓷体，该过程无需烧结助剂，陶瓷在常压和较低温度下即可形成，当采用液相前驱体时，还可实现液相注模成型制备异型陶瓷体。由此方法制备的SiCN,SiBCN,SiOC等陶瓷具有（超）耐高温、（超）抗氧化、高硬度等特性，为不可替代的高温材料，在高技术领域具有重要应用前景。但目前遇到的一个共性难题是热解过程中交联体或陶瓷体出现裂纹、开裂或碎裂，以至难以获得大尺寸陶瓷构件。究其原因，主要是由于交联或热解中形成的三维无机网络中出现局部应力所致。针对此问题，本课题提出在液相前驱体中引入线型分子为第二相，以缓解交联和热解中无机网络中的局部应力，避免陶瓷体出现裂纹和开裂的新构思，以研究制备大尺寸无开裂异型陶瓷体的新方法。具体研究将分别以液相聚氧硅烷和聚氮硅烷制备SiOC和SiCN为模型实验系统，在其内引入线性分子，证实本课题构思的可行性。

结论摘要：

摘 要: 采用液相聚硅烷为陶瓷前驱体可对其进行液相浇注热交联成型，经热解形成成型的陶瓷体，该方法可用于一步制备成型的陶瓷体，在陶瓷构件的制备和应用方面具有很大的潜力。用该方法制备前驱体陶瓷的一个难题是对液相前驱体进行热交联、成型和热解过程中，由前驱体分子的交联和热解产物的脱出，在前驱体交联网络和陶瓷网络中产生应力，导致交联体或陶瓷体中产生裂纹或开裂，限制了该方法的应用。本项目针对液相前驱体在交联成型和热解过程中交联体和热解陶瓷体的开裂难题，提出了在液相前驱体中引入线形分子第二相，用其分割前驱体分子网络，缓解热交联液相前驱体过程中在前驱体分子网络中产生的应力，从而抑制交联成型体和热解陶瓷体的开裂，发展液相前驱体的热交联成型新方法，以获得无开裂大尺寸和复杂形状的前驱体陶瓷成型方法和陶瓷材料。按项目计划书研究内容和目标，依据本课题的创新原理，基于液相聚硅氧烷制备硅氧碳陶瓷模型体系，以惰性的聚甲基硅氧烷为线形分子，将其引入聚硅氧烷前驱体，研究了其在交联体中的相形成和分布，研究了其对热交联、成型和热解的作用。研究在陶瓷前驱体中添加第二相的热交联行为，发现线形分子在前驱体中能形成薄相分隔前驱体分子交联网络，对缓解液相前驱体热交联成型和热解过程中的网络应力具有显著的作用，实现了可控热交联液相前驱体成型和宏观大尺寸前驱体陶瓷制备。通过对前驱体中添加第二相的交联反应和材料结构的系统研究，控制第二相的分布，制备出大尺寸成型的PSO交联体，对加第二相的交联体在氩气中1000度热解，获得无裂纹的硅氧碳前驱体陶瓷，进而通过热解制备出大尺寸的单边长可达60 mm前驱体陶瓷体。以上研究结果证实了在液相前驱体中引入第二相分隔前驱体分子网络制备高质量前驱体陶瓷的可行性。该方法可作为共性原理用于设计液相前驱体制备前驱体陶瓷，包括采用惰性的无机片状相为添加相对前驱体分子网络进行裁减分割，抑制陶瓷开裂制备陶瓷体。另一方面，添加第二相分割前驱体网络形成颗粒烧结的结构不同于通常直接热解液相前驱体形成的连续非晶网络结构，这可用于发展制备均匀的微米或纳米陶瓷和微/纳复合结构和功能陶瓷材料。以上部分研究成果发表于欧洲陶瓷会刊和硅酸盐学报等期刊，相关制备技术申请四项国家发明专利，二项授权。课题组成员参加国际陶瓷大会，并作特邀报告。培养一名博士、两名硕士和两名本科生。完成了项目研究计划内容，达到了预期目标。