木质陶瓷是一种以木材或其他木质材料为原料,经树脂浸渍、高温碳化而形成的新型多孔炭素材料,由于其力学强度较差,限制了它的应用。本项目拟通过研究制备一种ZrC有机聚合物前驱体,以木质材料为模板,采用液相浸渍有机前驱体技术,制备出一种新型高性能碳化锆木质陶瓷材料。通过分子设计,藉由络合反应降低Zr4+金属离子交联反应性从而合成出具有合适分子量分布、线性结构的碳化锆聚合物前驱体,阐述其缩合-聚合机理;研究该聚合物的裂解行为及ZrC晶粒在裂解过程中的生长机理,优化该聚合物前驱体浸渍、热处理工艺参数;揭示ZrC形态、组成分布及工艺参数对复相陶瓷的力学性能、电学性能的影响规律与作用机制,从而制备出高性能的ZrC木质陶瓷材料。新型ZrC木质陶瓷的研制既可有效地利用废弃木材、缓解环境污染,又可促进功能性炭素材料的开发,应用前景广阔。
英文主题词biomass;woodceramics;zirconium carbide;carbothermal reduction reaction;zirconium-contained polymeric precursor