新型有机硼聚硅氮烷材料突破高温应用瓶颈,助力航空航天与电子产业升级
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近日,我国科研团队在高性能陶瓷前驱体材料领域取得重要进展,有机硼聚硅氮烷(Boron-modified Polysilazane, B-PSZ)因其独特的耐高温、可陶瓷化及多功能特性,成为航空航天、电子封装等高端产业的关键材料,引发行业广泛关注。
突破性性能:耐超高温与高强度
传统聚合物在高温下易分解,而有机硼聚硅氮烷在1000°C–1800°C高温环境中可转化为Si-B-C-N陶瓷,形成致密抗氧化层,有效抵御极端热冲击。研究表明,硼元素的引入显著提升了材料的非晶态稳定性,使其在航空发动机热障涂层、高超音速飞行器防护等领域展现出巨大潜力。
工艺灵活,适配先进制造技术
该材料兼具优异的可加工性,可溶于常见溶剂,适用于喷涂、浸渍甚至3D打印成型。通过调控硼含量和分子结构,研究人员实现了材料的低温交联固化(150–300°C),大幅降低了高性能陶瓷的制备门槛,为复杂构件的精密制造提供了新方案。
应用前景广阔,推动产业升级
目前,有机硼聚硅氮烷已在多个领域崭露头角:
航空航天:用于制备碳纤维增强陶瓷基复合材料(CMC),提升飞行器热防护能力;
电子封装:其低介电常数特性适用于5G高频器件封装,提高信号传输效率;
能源与核工业:耐辐射性能使其成为核反应堆防护涂层的候选材料。
未来展望:降低成本,拓展应用
尽管性能卓越,但B-PSZ的制备成本较高,且需严格的无氧工艺条件。业内专家指出,未来需开发更经济的硼源并优化固化技术,以推动其在新能源汽车电池防护、柔性电子等新兴领域的规模化应用。
随着我国高端制造业的快速发展,有机硼聚硅氮烷有望成为下一代超高温材料的核心选择,为科技强国战略提供重要支撑。