[发明专利]一种ZrC/SiC复相陶瓷前驱体及其制备方法

权利要求书

1.一种ZrC/SiC复相陶瓷前驱体，其特征在于，所述前驱体以非极性聚锆氧烷为锆源，改性酚醛为碳源，聚碳硅烷为硅源反应制备而成；所述改性酚醛中的部分羟基被醚化，且含有碳碳不饱和官能团；所述改性酚醛中羟基的醚化率为80～99%；所述复相陶瓷前驱体中，锆元素与碳元素的摩尔比为1:1～3，锆元素与硅元素的摩尔比为1:0.1～15；所述复相陶瓷前驱体在25℃下放置12个月后，粘度的变化率不大于10%。

2.根据权利要求1所述的ZrC/SiC复相陶瓷前驱体，其特征在于，所述改性酚醛中羟基的醚化率为85～95%。

3.根据权利要求1所述的ZrC/SiC复相陶瓷前驱体，其特征在于，所述复相陶瓷前驱体中，锆元素与碳元素的摩尔比为1:1～2；锆元素与硅元素的摩尔比为1:0.3～6。

4. 根据权利要求1所述的ZrC/SiC复相陶瓷前驱体，其特征在于，所述非极性聚锆氧烷中Zr-OR的摩尔含量为0～3%， R为氢基和/或烷基。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的ZrC/SiC复相陶瓷前驱体的制备方法，其特征在于，所述制备方法在对锆醇盐进行配位保护和水解缩聚后，进行高温预聚制得非极性聚锆氧烷；之后将制得的非极性聚锆氧烷与改性酚醛混合在30～130℃下反应0.5～5h制得ZrC前驱体；所述高温预聚包括：对水解缩聚后的溶液加热，使其在100～180℃温度下预聚0.5～5h；所述制备方法还包括将聚碳硅烷在非极性溶剂中溶解并搅拌0.5～6h制得SiC前驱体溶液，并将SiC前驱体溶液与所述ZrC前驱体按一定比例混合后在30～130℃下反应0.5～5h后进行固化。

6.根据权利要求5所述ZrC/SiC复相陶瓷前驱体的制备方法，其特征在于，制备非极性聚锆氧烷包括如下步骤：

(1)配位保护：在25～100℃的温度下，将一定量的络合剂加入到锆醇盐的一元醇溶液中，反应0.5～5h；

(2)水解缩聚：在25～100℃的温度下，在步骤(1)反应后的溶液中再加入一定量的水和一元醇的混合液，进行水解缩聚；

(3)高温预聚：对步骤(2)水解缩聚后的溶液加热，使其在120～150℃温度下预聚0.5～5h，之后加入非极性溶剂得到非极性聚锆氧烷；

其中，锆醇盐，络合剂，水和一元醇的摩尔比为1:0.5～6:0.5～2:6～20。

7.根据权利要求6所述ZrC/SiC复相陶瓷前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中的反应温度为60～95℃。

8.根据权利要求5所述ZrC/SiC复相陶瓷前驱体的制备方法，其特征在于，制备ZrC前驱体包括将非极性聚锆氧烷与改性酚醛混合在50～80℃下反应2～4h。

9.根据权利要求5所述ZrC/SiC复相陶瓷前驱体的制备方法，其特征在于，SiC前驱体溶液与所述ZrC前驱体按一定比例混合后在50～80℃下反应2～4h。

10.根据权利要求5所述ZrC/SiC复相陶瓷前驱体的制备方法，其特征在于，所述固化包括在110～300℃条件下进行4～24h的常压固化，之后在1500～1800℃的惰性气氛下裂解制得复相陶瓷前驱体；

所述固化过程包括：在120℃下固化2～3h，之后在160℃下固化2～3h，之后在180℃下固化2～3h，之后在220℃下固化2～3h，最后在250℃下固化2h制得；

或者，在120℃下固化1～2h，之后在140℃下固化1～2h，之后在160℃下固化1～2h，之后在180℃下固化1～2h，之后在200℃下固化1～2h，之后在220℃下固化1～2h，最后在250℃下固化2～4h制得。