1-N、S1-N-B等鍵，熱解過(guò)程中有部分硼氫六元環(huán)會(huì)斷鍵打開(kāi)而形成更多活性基團(tuán)，這更加豐富了沉積產(chǎn)物中的鍵合方式，通過(guò)CVD工藝能形成短程結(jié)構(gòu)為S1-(B、C、N)-Si四面體和硼氮六元環(huán)的SiBCN陶瓷。(2)通過(guò)對(duì)莫來(lái)石纖維進(jìn)行莫來(lái)石溶膠浸潤(rùn)、高溫處理，一方面在莫來(lái)石纖維表面形成Si的活性生長(zhǎng)點(diǎn)，增強(qiáng)了對(duì)SiBCN陶瓷結(jié)構(gòu)的誘導(dǎo)生長(zhǎng)作用，有利于形成連續(xù)致密的SiBCN涂層；另一方面極大地縮短了陶瓷涂層生長(zhǎng)前期中結(jié)核-島狀生長(zhǎng)-連續(xù)成膜這一過(guò)程的周期。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026]1.本發(fā)明中首次提出使用硼吖嗪和液態(tài)聚碳硅烷作為先驅(qū)體，采用化學(xué)氣相沉積工藝制備SiBCN涂層，尤其是硼吖嗪在沉積SiBCN四元陶瓷涂層中同時(shí)作為硼源和氮源，液態(tài)聚碳硅烷同時(shí)作為硅源和碳源；這較目前化學(xué)氣相法沉積SiBCN、BCN、BN、SiC、Si3N4等類(lèi)似涂層中分別提供硼源、氮源、硅源和碳源的工藝有較大簡(jiǎn)化，氣源控制過(guò)程更簡(jiǎn)便。此外，硼吖嗪作為先驅(qū)體氣源相對(duì)于常用硼源(如鹵化硼或硼烷等)更易控制其揮發(fā)過(guò)程。
[0027]2.本發(fā)明中作為先驅(qū)體的硼吖嗪和液態(tài)聚碳硅烷本身無(wú)腐蝕性，也不含腐蝕性的鹵素元素，在沉積過(guò)程中不會(huì)形成腐蝕性的副產(chǎn)物，從而減小沉積工藝對(duì)基底材料、沉積設(shè)備的影響。
[0028]3.本發(fā)明的莫來(lái)石纖維表面的SiBCN涂層是使用硼吖嗪(BZ)和液態(tài)聚碳硅烷(LPCS)作為先驅(qū)體，采用化學(xué)氣相沉積法制備得到；制備的SiBCN涂層并非SiC、BN陶瓷材料的簡(jiǎn)單混合，在化學(xué)氣相沉積過(guò)程發(fā)生脫氫耦合反應(yīng)形成B-N、S1-N, S1-N-B等鍵，形成短程結(jié)構(gòu)為S1-(B、C、N)-Si四面體和硼氮六元環(huán)的SiBCN陶瓷；并且涂層結(jié)構(gòu)均勻、致密、表面光滑，高溫穩(wěn)定性好，可在1400°C的溫度條件下長(zhǎng)時(shí)間服役，使莫來(lái)石纖維的抗氧化能力大幅度提尚。
[0029]4.本發(fā)明的莫來(lái)石纖維外表沉積的SiBCN涂層，涂層沉積均勻性好，可根據(jù)需要對(duì)涂層成份和厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)和制備，并且制備工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)過(guò)程易控、重復(fù)性好、設(shè)備要求低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，易于制備大尺寸、復(fù)雜構(gòu)件。
[0030]5.本發(fā)明中外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維可在制備連續(xù)莫來(lái)石纖維增強(qiáng)莫來(lái)石陶瓷基復(fù)合材料中進(jìn)行應(yīng)用，以莫來(lái)石纖維基體上沉積的SiBCN涂層作為莫來(lái)石纖維基體與連續(xù)莫來(lái)石纖維增強(qiáng)相之間的界面相，涂層性能符合Muf/Mu復(fù)合材料界面相的要求，對(duì)莫來(lái)石纖維在高溫及超高溫陶瓷基復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用有重要意義。
【附圖說(shuō)明】
[0031]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維截面的掃描電鏡圖。
[0033]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維表面的掃描電鏡圖。
[0034]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維的傅立葉紅外透射光譜。
[0035]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維的XRD譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0037]除非另有定義，下文中所使用的所有專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0038]除非另有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)得到或者可通過(guò)現(xiàn)有方法制備得到。
[0039]實(shí)施例1:
[0040]一種如圖1?圖4所示本發(fā)明的外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維，包括莫來(lái)石纖維基體和在莫來(lái)石纖維基體上沉積的SiBCN涂層，SiBCN涂層是以硼吖嗪和液態(tài)聚碳硅烷為原料通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝制備得到。本實(shí)施例中的莫來(lái)石纖維基體為莫來(lái)石纖維單絲，SiBCN涂層的厚度為lOOOnm。
[0041]上述本實(shí)施例的外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維的制備方法，包括以下步驟:
[0042](I)將莫來(lái)石纖維單絲沉積件置于無(wú)水乙醇中超聲清洗0.5h，以去除表面塵埃、有機(jī)體等污染物；
[0043](2)將超聲清洗后的莫來(lái)石纖維單絲沉積件浸沒(méi)于莫來(lái)石溶膠中，然后進(jìn)行超聲分散1.0h ；
[0044](3)取出超聲分散后的莫來(lái)石纖維單絲沉積件，在氮?dú)鈿夥窄h(huán)境下800°C高溫處理0.5h，然后放入沉積爐爐膛內(nèi)；本實(shí)施例用于制備SiBCN涂層的沉積爐裝置包括:化學(xué)氣相沉積室(管式爐)、溫度控制系統(tǒng)、壓強(qiáng)控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、真空泵、氣體導(dǎo)入和排出系統(tǒng)等；
[0045](4)對(duì)沉積爐爐膛抽真空至0.02Pa，再充入氮?dú)?，反?fù)進(jìn)行三次以上，置換沉積爐爐膛內(nèi)的空氣；
[0046](5)步驟(4)完成后，將沉積爐爐膛抽至設(shè)定真空度0.02Pa，然后升溫至600°C預(yù)熱保溫2.0h ；
[0047](6)待溫度穩(wěn)定后，導(dǎo)入載氣和稀釋氣；載氣為氫氣，稀釋氣也為氫氣；載氣以鼓泡的形式將硼吖嗪和液態(tài)聚碳硅烷帶入沉積爐爐膛內(nèi)，載入硼吖嗪和液態(tài)聚碳硅烷的載氣流量50.0ml/min，稀釋氣的流量為10.0ml/min，整個(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)維持在300.0Pa，硼吖嗪的鼓泡瓶保持溫度在-10°C，液態(tài)聚碳硅烷的鼓泡瓶溫度保持在120°C，硼吖嗪和液態(tài)聚碳硅烷在沉積爐爐膛內(nèi)發(fā)生化學(xué)鍵斷裂，新的化學(xué)鍵重組為SiBCN，二者在沉積爐爐膛內(nèi)分解出的SiBCN逐步沉積于莫來(lái)石纖維單絲沉積件表面，沉積1.5h后在莫來(lái)石纖維單絲沉積件表面形成SiBCN涂層；
[0048](7)沉積結(jié)束后，停止導(dǎo)入載氣及稀釋氣，關(guān)閉加熱系統(tǒng)，隨爐冷卻至室溫，即得外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維。
[0049]通過(guò)掃描電鏡對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)本實(shí)施例制備的SiBCN涂層厚度為lOOOnm，如圖1所示。掃描電鏡照片還顯示SiBCN涂層均勻完整地包覆于莫來(lái)石纖維周?chē)砻?，涂層與纖維表面結(jié)合緊密，無(wú)孔洞等缺陷，涂層厚度均勻，表面較為平整(參見(jiàn)圖2所示)。
[0050]圖3為本實(shí)施例制備的產(chǎn)品涂層傅立葉紅外透射光譜圖，由圖3可見(jiàn)，位于820CHT1的吸收峰歸屬于S1-C鍵的伸縮振動(dòng)，位于ΠδΟαιΓ1和79701^的吸收峰分別歸屬于六方氮化硼中B-N鍵的伸縮振動(dòng)和B-N-B的面外彎曲振動(dòng)，960cm—1的吸收峰歸屬于S1-N-Si的伸縮振動(dòng)。
[0051]由圖4所示本實(shí)施例產(chǎn)品涂層的XRD譜圖可見(jiàn)，位置在26.24°和42.23°對(duì)應(yīng)類(lèi)似于一種石墨炭和氮化硼的混合相(BNCx)，位置在19.84° ,32.68° ,38.53°和68.52對(duì)應(yīng)于Si3N4結(jié)晶相，位置在33.66°、60.12°和71.56°對(duì)應(yīng)于SiC結(jié)晶相。
[0052]通過(guò)上述方法制得的本實(shí)施例的SiBCN涂層1400°C下保溫1.0h,涂層未出現(xiàn)脫落、開(kāi)裂和明顯燒蝕等現(xiàn)象，達(dá)到了保護(hù)莫來(lái)石纖維的目的。
[0053]實(shí)施例2:
[0054]一種本發(fā)明的外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維，包括莫來(lái)石纖維基體和在莫來(lái)石纖維基體上沉積的SiBCN涂層，SiBCN涂層是以硼吖嗪和液態(tài)聚碳硅烷為原料通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝制備得到。本實(shí)施例中的莫來(lái)石纖維基體為莫來(lái)石纖維束絲，SiBCN涂層的厚度為700nmo
[0055]上述本實(shí)施例的外表沉積SiBCN涂層的莫來(lái)石纖維的制備方法，包括以下步驟:
[0056](I)將莫來(lái)石纖維束絲沉積件置于丙酮中超聲清洗0.5h，以去除表面塵埃、有機(jī)體等污染物；
[0057](2)將超聲清洗后的莫來(lái)石纖維束絲沉積件浸沒(méi)于莫來(lái)石溶膠中，然后進(jìn)行超聲分散2.0h ；
[0058]