技术简介
硅硼碳氮(SiBCN)陶瓷材料具有优异的耐高温、抗氧化、抗热震和良好的抗蠕变性能,是新型高性能陶瓷复合材料之一,在无毒发动机、原子能反应堆壁、航空航天等领域有着广阔的应用前景。据报道,SiBCN多元陶瓷的耐高温可达2000℃以上,因此SiBCN材料非常适合用作无毒推力器喷管。其中,SiBCN陶瓷的抗氧化性能极其优异,具有非氧化物陶瓷中最低的氧化系数。
在德国等采用有机先驱体法合成SiBCN系非晶陶瓷,但关键原料依赖进口,不仅价格昂贵、且存在有毒、污染环境、不适宜制备致密块体陶瓷等缺点,极大制约了其工程应用,而有关该系陶瓷致密块体材料的力学、热学、烧蚀等性能数据也一直处于空白。因此,迫切需要寻找替代原料、开发新工艺。在国际上率先开辟了以无机粉代替有机前驱体原料,通过机械化学合成及后续烧结的固相法制备非晶/纳米晶硅硼碳氮(SiBCN)系亚稳态陶瓷新途径,发明了耐高温、抗氧化SiBCN系新型块体非晶/纳米复相陶瓷材料,填补了该系块体陶瓷力学、热物理、烧蚀等性能特性数据的国际空白。该技术具有制备工艺简单、成本低、周期短等优点。技术指标
(1)力学性能技术特点
与国外先进的有机先驱体方法制备SiBCN陶瓷技术相比,本技术具有以下优点:
(1)原材料为常见的陶瓷粉末,价格低、来源广;技术水平
国际先进
适用范围
可应用于民用航空航天、冶金等使用温度高达1400~1600℃的高温部件,如小推力液体发动机用喷管、惰性阳极材料等。
专利状态
授权专利7项
技术状态
试生产、应用开发阶段
合作方式
合作开发
预期效益
可满足航空航天、冶金等高温领域,对材料的使用温度要求达到1400~1600℃,包括有氧、惰性、真空等多种气氛环境。可有效提高设备的运行温度,进而提高生产效率、降低成本。