RU2258715C1 - Method for preparing metallopolycarbosilanes - Google Patents
Method for preparing metallopolycarbosilanes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258715C1 RU2258715C1 RU2004104426/04A RU2004104426A RU2258715C1 RU 2258715 C1 RU2258715 C1 RU 2258715C1 RU 2004104426/04 A RU2004104426/04 A RU 2004104426/04A RU 2004104426 A RU2004104426 A RU 2004104426A RU 2258715 C1 RU2258715 C1 RU 2258715C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- preparing
- formula
- metallopolycarbosilanes
- alkyl
- mpcs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения металлополикарбосиланов (МПКС) общей формулы:The invention relates to methods for producing metallopolycarbosilanes (MPCS) of the general formula:
[-Si(R)2-CH2-]m[-M(N)k-]n (I),[-Si (R) 2 -CH 2 -] m [-M (N) k -] n (I),
где: m≥6, n=1, k=0-2,where: m≥6, n = 1, k = 0-2,
R-Н, алкильная (C1-C4) или фенильная группы,R-H, alkyl (C 1 -C 4 ) or phenyl groups,
М - переходный металл III - VIII групп Периодической системы.M - transition metal III - VIII groups of the Periodic system.
МПКС являются предкерамическими полимерами. Термохимической обработкой из них получают компоненты высокопрочной жаростойкой бескислородной композиционной керамики со стабилизированной структурой. К таким компонентам относятся: армирующие волокна, матрицы, защитные покрытия и легированные мелкодисперсные керамические порошки. Важным применением металлополимеров является их использование в качестве пропитывающих составов для уплотнения и упрочнения керамики и графита. Во всех этих случаях присутствие гомогенно распределенного на молекулярном уровне химически связанного металла в монофазной структуре полимерной матрицы металлополикарбосилана способствует стабилизации, получаемой на его основе однородной ультрамелкодисперсной керамики, обладающей высокими термомеханическими свойствами.MPCS are preceramic polymers. Thermochemical treatment of them gives the components of a high-strength heat-resistant oxygen-free composite ceramic with a stabilized structure. Such components include: reinforcing fibers, matrices, protective coatings and doped finely dispersed ceramic powders. An important application of metal polymers is their use as impregnating compositions for densification and hardening of ceramics and graphite. In all these cases, the presence of a chemically bonded metal homogeneously distributed at the molecular level in the monophasic structure of the polymer matrix of metallopolycarbosilane contributes to the stabilization of a homogeneous ultrafine dispersed ceramic with high thermomechanical properties.
Ранее [Пат. РФ 2125579 С 1 С 08 G 77/60, 1999] были получены содержащие металлические кластеры поликарбосиланы. Их образование происходило при взаимодействии координационных соединений переходных металлов III-VIII групп Периодической системы с силанами или карбосиланами при 150-450°С. Для введения титана и циркония использовали главным образом дициклопентадиенилдихлориды титана и циркония. При этом имела место очень высокая активность реагентов в интервале температур, который соответствовал термическому разложению металлосодержащих соединений. При содержании металла выше 3,0 мас.% терялся контроль над быстрыми перегруппировками в полимере, при этом образовывались высокомолекулярные фракции и исчезала волокнообразующая способность МПКС. Кроме того, при использовании дициклопентадиенилдихлоридов титана и циркония в полимерах оставалось от 33 до 85 мас.% начального содержания хлора, который является нежелательной примесью при дальнейшей переработке предкерамических МПКС в керамику. Структурные исследования показали, что содержащиеся в полученных предкерамических нано-металлополикарбосиланах нано-частицы имели состав и строение, напоминающие состав и строение кластерных субгалогенидов циркония. [Губин С.П, Цирлин А.М., Попова Н.А., Флорина Е.К., Мороз Э.М. // Неорг. матер. РАН, 2001, Т.37, №11, С.1317].Previously [Pat. RF 2125579 C 1 C 08 G 77/60, 1999] were obtained containing metal clusters polycarbosilanes. Their formation occurred during the interaction of coordination compounds of transition metals of groups III – VIII of the Periodic System with silanes or carbosilanes at 150–450 ° С. For the introduction of titanium and zirconium, mainly dicyclopentadienyl dichlorides of titanium and zirconium were used. In this case, there was a very high activity of the reagents in the temperature range, which corresponded to the thermal decomposition of metal-containing compounds. When the metal content was above 3.0 wt.%, Control over fast rearrangements in the polymer was lost, while high-molecular fractions formed and the fiber-forming ability of MPCS disappeared. In addition, when titanium and zirconium dicyclopentadienyl dichlorides were used in the polymers, 33 to 85 wt% of the initial chlorine content remained, which is an undesirable impurity in the further processing of preceramic MPCSs into ceramics. Structural studies showed that the nanoparticles contained in the obtained pre-ceramic nano-metallopolycarbosilanes had a composition and structure resembling the composition and structure of zirconium cluster subhalides. [Gubin S.P., Tsirlin A.M., Popova N.A., Florina E.K., Moroz E.M. // Inorg. Mater. RAS, 2001, T.37, No. 11, S.1317].
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и принятым за прототип является способ получения металлополикарбосиланов с молекулярной массой от 700 до 100000 взаимодействием поликарбосиланов с молекулярной массой от 200 до 10000, основная цепь которых состоит из звеньев формулы [-(R)2Si-CH2-], где R-Н, алкильная (C1-C4) или фенильная группы, с металлоорганическими соединениями формулы MX", где М-Ti, Zr, а Х - алкоксигруппа (C1-C20), феноксигруппа или ацетилацетокси группа, в органическом растворителе. Соотношение в полимере звеньев (-Si-CH2-) и (-М-O-) соответственно равно от 2:1 до 200:1. При этом хотя бы один атом кремния связан с атомом металла через кислородный мостик. Полученные металлополикарбосиланы плавятся в интервале 50-400°С, растворимы в органических растворителях. Эти полимеры подвергают термообработке при 1700°С для изготовления SiC- керамики [Пат. ЕПВ 0 030105 В 1 С 08 G 77/60, 1985].The closest in technical essence to the present invention and adopted as a prototype is a method for producing metallopolycarbosilanes with a molecular weight of from 700 to 100,000 by reacting polycarbosilanes with a molecular weight of from 200 to 10,000, the main chain of which consists of units of the formula [- (R) 2 Si-CH 2 -], where R — H, an alkyl (C 1 –C 4 ) or phenyl group, with organometallic compounds of the formula MX ″, where M — Ti, Zr, and X is an alkoxy group (C 1 –C 20 ), a phenoxy group or an acetylacetoxy group , in an organic solvent. Ratio in polymer units (-Si -CH 2 -) and (-M-O-) are respectively from 2: 1 to 200: 1. At the same time, at least one silicon atom is bonded to the metal atom through an oxygen bridge.The resulting metallopolycarbosilanes melt in the range of 50-400 ° С, soluble in organic solvents These polymers are heat treated at 1700 ° C to make SiC ceramics [US Pat. EPO 0 030105 B 1 C 08 G 77/60, 1985].
Недостатком таких металлополикарбосиланов является наличие в основной и боковых цепях макромолекул атомов кислорода, которые переходят в керамику, образуя оксиды кремния и вводимых металлов. Это отрицательно сказывается на окислительной и термической стабильности изделий из карбида кремния (SiC). Для подобных материалов, поскольку они содержат до 10 мас.% кислорода, предельная температура при длительной работе в окислительной среде не превышает 1000-1100°С. При наличии в этих материалах свободного углерода, обычно в таких же количествах, между кислородом и углеродом при температуре 1100-1200°С происходит активная реакция с выделением газообразных компонентов. Затем при этой же температуре начинается рост кристаллитов SiC, приводящий к деградации структуры керамики.The disadvantage of such metallopolycarbosilanes is the presence of oxygen atoms in the main and side chains of macromolecules, which transform into ceramics, forming oxides of silicon and introduced metals. This adversely affects the oxidative and thermal stability of silicon carbide (SiC) products. For such materials, since they contain up to 10 wt.% Oxygen, the maximum temperature during prolonged operation in an oxidizing environment does not exceed 1000-1100 ° C. If there is free carbon in these materials, usually in the same amounts, between oxygen and carbon at a temperature of 1100-1200 ° C, an active reaction occurs with the release of gaseous components. Then, at the same temperature, the growth of SiC crystallites begins, leading to degradation of the ceramic structure.
Задачей данного изобретения является получение МПКС, свободных от нежелательных примесей кислорода и хлора и предназначеных для изготовления компонентов современных керамических композиционных материалов типа SiC/SiC с матрицей из карбида кремния и карбидокремниевыми волокнами с повышенной термостойкостью и прочностью.The objective of this invention is to obtain MPCS, free from undesirable impurities of oxygen and chlorine and intended for the manufacture of components of modern ceramic composite materials such as SiC / SiC with a matrix of silicon carbide and silicon carbide fibers with high heat resistance and strength.
Для решения поставленной задачи предложен способ получения МПКС взаимодействием в среде органического растворителя поликарбосиланов с молекулярной массой выше 200, основная цепь которых состоит из звеньев формулы [-(R)2Si-CH2-], где R-Н, алкильная (C1-C4) или фенильная группы, с металлоорганическими соединениями, в котором, согласно изобретению, в качестве металлоорганических соединений используют соединения формулы MXz, где М - переходный металл III-VIII групп Периодической системы, z=2-4, Х-NR1 2, где R1 - алкильная (C1-C4) группа или -Si(СН3)3. То есть используют металлоорганические соединения, которые не имеют в своем составе кислорода и хлора, а содержащийся в них азот является полезным элементом, так как при изготовлении керамики на основе полученных МПКС, остаточный азот образует гомогенно распределенные в керамике высокотемпературные нитриды. Процесс получения МПКС проводят при переменных температуре от 20 до 400°С и давлении от 5,05 МПа до 0,2 кПа.To solve this problem, a method for producing MPCS by interaction in an organic solvent of polycarbosilanes with a molecular weight of more than 200, the main chain of which consists of units of the formula [- (R) 2 Si — CH 2 -], where R — H is alkyl (C 1 - C 4 ) or a phenyl group, with organometallic compounds in which, according to the invention, compounds of the formula MX z are used as organometallic compounds, where M is a transition metal of groups III-VIII of the Periodic system, z = 2-4, X-NR 1 2 where R 1 is an alkyl (C 1 -C 4 ) group or —Si (CH 3 ) 3 . That is, they use organometallic compounds that do not have oxygen and chlorine in their composition, and the nitrogen contained in them is a useful element, since in the manufacture of ceramics based on the obtained MPCS, residual nitrogen forms high-temperature nitrides homogeneously distributed in the ceramics. The process of obtaining MPCS is carried out at variable temperatures from 20 to 400 ° C and pressure from 5.05 MPa to 0.2 kPa.
Синтез МПКС проводят следующим образом: вначале к раствору поликарбосилана в органическом растворителе добавляют раствор M[NR1 2]4 в органическом растворителе, выдерживают при перемешивании 1 час при 20-25°С и 1 час при температуре кипения растворителя. Затем отгоняют растворитель. Далее проводят реакцию поликонденсации, сначала при атмосферном или избыточном давлении, а затем - при остаточном давлении 0,2-0,4 кПа реакционную массу нагревают с 20 до 285-400°С (оптимально 310-390°С) в течение 1-2 часов, после чего выдерживают при заданной температуре 4-10 часов с отгоном легких фракций. Получают бескислородный МПКС с гомогенным распределением химически связанных атомов металла в полимере, причем атомы М либо непосредственно связаны с атомами Si, либо химическая связь осуществляется через атом N. Полученные МПКС растворимы в органических растворителях и имеют общую формулу (I). Содержание металла в МПКС составляет от 0,1 до 20 мас.%. Средняя молекулярная масса полученных МПКС по данным гельпроникающей хроматографии (ГПХ) выше 600. Температура каплепадения (плавления) от 50 до 400°С.The synthesis of MPCS is carried out as follows: first, a solution of M [NR 1 2 ] 4 in an organic solvent is added to a solution of polycarbosilane in an organic solvent, and it is kept under stirring for 1 hour at 20–25 ° С and for 1 hour at the boiling point of the solvent. Then the solvent is distilled off. Next, a polycondensation reaction is carried out, first at atmospheric or gauge pressure, and then at a residual pressure of 0.2-0.4 kPa, the reaction mass is heated from 20 to 285-400 ° C (optimally 310-390 ° C) for 1-2 hours, after which it is kept at a given temperature for 4-10 hours with distillation of light fractions. An oxygen-free MPCS is obtained with a homogeneous distribution of chemically bonded metal atoms in the polymer, the M atoms being either directly bonded to Si atoms or the chemical bond is via the N atom. The obtained MPCS are soluble in organic solvents and have the general formula (I). The metal content in the MPKS is from 0.1 to 20 wt.%. The average molecular weight of the obtained MPCS according to gel permeation chromatography (GPC) is higher than 600. The dropping point (melting point) is from 50 to 400 ° C.
Контроль за синтезом МПКС осуществляют методом отбора проб, которые анализируют с помощью ЯМР 1H, 13С, 29Si, ИК-спектроскопии, ГПХ. Определяют температуры размягчения - T1, волокнообразования - Т2 и каплепадения - Т3. Кроме того, для конечного полимера проводят термогравиметрический (ТГА) и элементный анализы.The synthesis of MPCS is controlled by the sampling method, which is analyzed using 1 H, 13 C, 29 Si NMR, IR spectroscopy, GPC. Softening temperatures — T 1 , fiber formation — T 2 and dropping — T 3 were determined. In addition, thermogravimetric (TGA) and elemental analyzes are performed for the final polymer.
Спектры ЯМР 1H синтезированных МПКС содержат сигналы протонов метильных групп при атоме кремния (0,37 м.д.) и сигналы протонов, связанных с атомом кремния (4.47 м.д.). В спектре ЯМР 13С - наблюдается характерный для карбосиланового полимера широкий мультиплет при - 1,73-2,92 м.д., а в спектре ЯМР 29Si зарегистрированы сигналы атомов кремния, связанных с атомом углерода (0.64 м.д.) и с атомом водорода (-15.83 м.д.). 1 H NMR spectra of synthesized MPCSs contain signals of protons of methyl groups at a silicon atom (0.37 ppm) and signals of protons associated with a silicon atom (4.47 ppm). The 13 C NMR spectrum - is observed for the characteristic carbosilane polymer with broad multiplet - 1,73-2,92 ppm and 29 Si NMR spectrum recorded signals silicon atoms bonded to a carbon atom (0.64 ppm) and with a hydrogen atom (-15.83 ppm).
В ИК-спектрах МПКС наблюдаются полосы поглощения в областях 800-900, 1250, 1405 см-1 (Si-СН3), 950, 1150 см-1 (≡Si-N-Si≡), 1025 и 1355 см-1 (Si-CH2-Si), 2100 см-1 (Si-H), 2900, 2950 см-1 (С-Н), 3380 см-1 (≡Si-NH-), а также в ряде случаев 1480 см-1 (≡Si-С6Н5).In the IR spectra of MPCS, absorption bands are observed in the regions 800–900, 1250, 1405 cm –1 (Si – CH 3 ), 950, 1150 cm – 1 (≡ Si – N – Si ≡), 1025, and 1355 cm –1 ( Si-CH 2 -Si), 2100 cm -1 (Si-H), 2900, 2950 cm -1 (С-Н), 3380 cm -1 (≡Si-NH-), and in some cases 1480 cm - 1 (≡ Si-C 6 H 5 ).
Анализируя данные ЯМР-, ИК-спектров и элементного анализа, можно видеть, что металл, полностью теряя свое органическое обрамление, остается в конечном полимере, а количество азота зависит от длительности (τобщ.) и максимальной температуры (τmax) второй стадии процесса - поликонденсации под вакуумом. Чем продолжительнее процесс и выше Тmax, тем меньше азота остается в синтезированном полимере.Analyzing the data of NMR, IR spectra and elemental analysis, we can see that the metal, completely losing its organic frame, remains in the final polymer, and the amount of nitrogen depends on the duration (τ total ) and maximum temperature (τ max ) of the second stage of the process - polycondensation under vacuum. The longer the process and the higher T max , the less nitrogen remains in the synthesized polymer.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
Аппарат, снабженный мешалкой, термопарой, дозирующей воронкой, обратным холодильником, заполняют инертным газом и загружают 200 г раствора ПКС с молекулярной массой Мn=400 в гексане (50 мас.%). Из дозирующей воронки в течение 30 минут при 20°С добавляют 40 г раствора в гексане Zr[N(C2H5)2]4 (35 мас.%), выдерживают при перемешивании 1 час при 20-25°С и 1 час при 69°С (Ткип. гексана). Затем реакционную массу охлаждают до комнатной температуры и в токе инертного газа заменяют обратный холодильник на прямой холодильник для отвода растворителя и низкомолекулярных продуктов синтеза. Отгоняют гексан и побочный продукт реакции - диэтиламин HN(C2H5)2. Далее, при атмосферном давлении, проводят реакцию поликонденсации, для чего реакционную массу нагревают с 29 до 300°С в течение 1-2 часов и выдерживают при заданной температуре 10 часов с отгоном легких фракций. Затем при остаточном давлении 0,2-0,4 кПа, реакционную массу нагревают до 325°С и выдерживают 4 часа при этой температуре для полного отгона легких фракций. Получают 60 г (выход 57 мас.%.) цирконийполикарбосилана (ЦПКС) со следующими характеристиками: состав по элементному анализу - С 38,35, Н 7,95, N 2,81, Si 43,05, Zr 6,30 мас.%; Mn (ГПХ) - 610; температура размягчения - T1=220°C, волокнообразования - Т2=240°С и каплепадения - Т3=300°С. На основе данных по составу и величине Mn ЦПКС соответствует эмпирической формуле C20H46N1,3Si10Zr0,45 или в относительной форме SiC2N0,13Zr0,045. Выход неорганического продукта после термообработки полимера в инертной атмосфере до 1000°С (по данным ТГА) составляет 84 мас.%, содержание в нем Zr - 7,47 мас.%.The apparatus, equipped with a stirrer, a thermocouple, a metering funnel, a reflux condenser, is filled with an inert gas and 200 g of a PCB solution with a molecular weight of M n = 400 in hexane (50 wt.%) Are loaded. 40 g of a solution in hexane Zr [N (C 2 H 5 ) 2 ] 4 (35 wt.%) Are added from a metering funnel over 30 minutes at 20 ° C, and kept under stirring for 1 hour at 20-25 ° C and 1 hour at 69 ° C (T boiling. hexane). Then the reaction mass is cooled to room temperature and in a stream of inert gas, the reflux condenser is replaced by a direct cooler to remove the solvent and low molecular weight synthesis products. Hexane and the reaction by-product diethylamine HN (C 2 H 5 ) 2 are distilled off. Further, at atmospheric pressure, a polycondensation reaction is carried out, for which the reaction mass is heated from 29 to 300 ° C for 1-2 hours and maintained at a given temperature for 10 hours with distillation of light fractions. Then, at a residual pressure of 0.2-0.4 kPa, the reaction mass is heated to 325 ° C and held for 4 hours at this temperature for complete distillation of light fractions. Get 60 g (yield 57 wt.%.) Zirconiumpolycarbosilane (CPPC) with the following characteristics: composition by elemental analysis - C 38.35, H 7.95, N 2.81, Si 43.05, Zr 6.30 wt. %; M n (GPC) - 610; softening temperature - T 1 = 220 ° C, fiber formation - T 2 = 240 ° C and dropping - T 3 = 300 ° C. Based on data on the composition and value of Mn, the CPPC corresponds to the empirical formula C 20 H 46 N 1.3 Si 10 Zr 0.45 or in relative form SiC 2 N 0.13 Zr 0.045 . The output of the inorganic product after heat treatment of the polymer in an inert atmosphere up to 1000 ° C (according to TGA) is 84 wt.%, The content of Zr in it is 7.47 wt.%.
Остальные примеры выполнены аналогично примеру 1, данные приведены в таблице.The remaining examples are performed analogously to example 1, the data are shown in the table.
Преимущества изобретения видны из сравнения состава керамики, полученной на основе ЦПКС, синтезированного по предлагаемому способу, и ЦПКС, полученного по известному способу [Пат. ЕПВ 0 030105 В 1 С 08 G 77/60, 1985].The advantages of the invention are visible from a comparison of the composition of ceramics obtained on the basis of CPPC synthesized by the proposed method, and CPPC obtained by a known method [Pat. EPO 0 030105 B 1 C 08 G 77/60, 1985].
Топографию поверхности образцов керамики полученной при термообработке ЦПКС в инертной атмосфере до 1600°С (нагрев в течение 20 часов до 1000°С, а затем в течение 8 часов до 1600°С) исследовали методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) высокого разрешения на установке JEM-1008 фирмы JEOL. ПЭ-фотографии поверхности керамики, при увеличении в 200000 раз, показывают образование однородной керамики с равномерно распределенным цирконием. Дифракция электронов на поверхности керамики говорит об образовании кристаллической структуры.The topography of the surface of ceramic samples obtained by heat treatment of the CPCS in an inert atmosphere to 1600 ° C (heating for 20 hours to 1000 ° C, and then for 8 hours to 1600 ° C) was studied by high resolution transmission electron microscopy (TEM) on a JEM -1008 by JEOL. PE photographs of the ceramic surface, magnified 200,000 times, show the formation of homogeneous ceramics with evenly distributed zirconium. Electron diffraction on the ceramic surface indicates the formation of a crystalline structure.
Исследование этих же образцов методом рентгенофазового анализа показывает, что на дифрактограмме присутствуют линии под углами 2θ=45,0°; 78,0°; 95,0°; 100,5°, характерные для карбида кремния β-SiC, и линии под углами 2θ=45,5°; 72,3°; 87,8°; 93,0°; 113,5°; 131,5°, характерные для карбонитрида циркония Zr2NC. Дополнительно присутствуют линии, которые соответствуют политипам SiC и силицидам циркония SiZr3.Examination of the same samples by X-ray diffraction analysis shows that the lines at angles 2θ = 45.0 ° are present on the diffractogram; 78.0 °; 95.0 °; 100.5 °, characteristic of β-SiC silicon carbide, and lines at angles 2θ = 45.5 °; 72.3 °; 87.8 °; 93.0 °; 113.5 °; 131.5 ° characteristic of zirconium carbonitride Zr 2 NC. Additionally, there are lines that correspond to SiC polytypes and zirconium silicides SiZr 3 .
Термообработка ЦПКС, полученного на основе ПКС и тетраацетилацетоната циркония [Пат. ЕПВ 0 030105 В 1 С 08 G 77/60, 1985], в инертной атмосфере до 1600°С (нагрев в течение 20 часов до 1000°С, а затем в течение 8 часов до 1600°С) по данным рентгенофазового анализа приводит главным образом к образованию SiO2 (в виде кристобалита - линии под углами 2θ=27,4°; 35,8°; 45,4°; 78,0°; 92,5° и альфа-кварца - линии под углами 2θ=34,0°; 64,5°; 78,0°) и диоксида циркония ZrO2 (линии под углами 2θ=38,0°; 44,0°; 44,5°), с примесью силицидов циркония ZrSi2 и оксисилицидов циркония ZrSiO4.Heat treatment of CPCS based on PCB and zirconium tetraacetylacetonate [US Pat. EPO 0 030105 B 1 C 08 G 77/60, 1985], in an inert atmosphere up to 1600 ° C (heating for 20 hours to 1000 ° C, and then for 8 hours to 1600 ° C) according to x-ray phase analysis gives the main way to the formation of SiO 2 (in the form of cristobalite - lines at angles 2θ = 27.4 °; 35.8 °; 45.4 °; 78.0 °; 92.5 ° and alpha quartz - lines at angles 2θ = 34 , 0 °; 64.5 °; 78.0 °) and zirconium dioxide ZrO 2 (lines at angles 2θ = 38.0 °; 44.0 °; 44.5 °), mixed with zirconium silicides ZrSi 2 and zirconium oxysilicides ZrSiO 4 .
Таким образом, предлагаемый способ синтеза МПКС позволяет получать плавкие растворимые полимеры с гомогенным распределением химически связанных атомов металла. Эти полимеры обладают высокой способностью к волокно- и пленкообразованию из растворов или расплавов, отверждаются при термохимической обработке, дают высокий выход керамического остатка при пиролизе (до 85 мас.%). Кроме того, такие полимеры содержат азот, положительно влияющий на свойства керамики (так как образует гомогенно распределенные высокотемпературные нитриды), вместо нежелательных примесей кислорода и хлора. Это дает возможность использовать МПКС для изготовления компонентов современных керамических композиционных материалов с повышенной термостойкостью и прочностью типа SiC/SiC с матрицей из карбида кремния и карбидокремниевыми волокнами.Thus, the proposed method for the synthesis of MPCS allows to obtain fusible soluble polymers with a homogeneous distribution of chemically bonded metal atoms. These polymers have a high ability for fiber and film formation from solutions or melts, are cured by thermochemical treatment, and give a high yield of ceramic residue during pyrolysis (up to 85 wt.%). In addition, such polymers contain nitrogen, which positively affects the properties of ceramics (as it forms homogeneously distributed high-temperature nitrides), instead of undesirable impurities of oxygen and chlorine. This makes it possible to use MPCS for the manufacture of components of modern ceramic composite materials with increased heat resistance and strength such as SiC / SiC with a matrix of silicon carbide and silicon carbide fibers.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104426/04A RU2258715C1 (en) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | Method for preparing metallopolycarbosilanes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104426/04A RU2258715C1 (en) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | Method for preparing metallopolycarbosilanes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004104426A RU2004104426A (en) | 2005-07-20 |
| RU2258715C1 true RU2258715C1 (en) | 2005-08-20 |
Family
ID=35842252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004104426/04A RU2258715C1 (en) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | Method for preparing metallopolycarbosilanes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2258715C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679145C1 (en) * | 2017-10-10 | 2019-02-06 | Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") | Method for producing metallopolycarbosilanes |
| RU2712240C1 (en) * | 2019-05-22 | 2020-01-27 | Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") | Method of producing metal polycarbosilanes |
-
2004
- 2004-02-17 RU RU2004104426/04A patent/RU2258715C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679145C1 (en) * | 2017-10-10 | 2019-02-06 | Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") | Method for producing metallopolycarbosilanes |
| RU2712240C1 (en) * | 2019-05-22 | 2020-01-27 | Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") | Method of producing metal polycarbosilanes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004104426A (en) | 2005-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Harshe et al. | Amorphous Si (Al) OC ceramic from polysiloxanes: bulk ceramic processing, crystallization behavior and applications | |
| KR100299397B1 (en) | Organic Polysiloxane Filled with Silicon Carbide Powder Manufacturing Method of Porous Silicon Carbide Ceramic Products | |
| JPH03505607A (en) | Hydridosiloxane as a precursor for ceramic products | |
| US5206327A (en) | Preceramic polymers incorporating boron and their application in the sintering of carbide ceramics | |
| CA2189985A1 (en) | Ceramic materials fabricated from hydridosiloxane-based ceramic precursors and metal and/or ceramic powders | |
| EP0934982A1 (en) | Method for producing ceramic fibers from blends of siloxane resins and boron containing compounds | |
| Laidani et al. | N-doped polymer-derived Si (N) OC: The role of the N-containing precursor | |
| Riedel et al. | In Situ Polysilane‐Derived Silicon Carbide Particulates Dispersed in Silicon Nitride Composite | |
| US5708114A (en) | Crosslinkers for silazane polymers | |
| Lodhe et al. | Synthesis and characterization of high ceramic yield polycarbosilane precursor for SiC | |
| JP2653724B2 (en) | Method for producing high-density boron carbide ceramics | |
| Schiavon et al. | Glasses in the SiOCN system produced by pyrolysis of polycyclic silazane/siloxane networks | |
| AU691626B2 (en) | Preparation of high density zirconium diboride ceramics with preceramic polymer binders | |
| JPH0840772A (en) | Titanium carbide sinter and its perparation | |
| RU2679145C1 (en) | Method for producing metallopolycarbosilanes | |
| Shcherbakova et al. | Nanometallocarbosilanes: synthesis, physicochemical properties and structure | |
| RU2258715C1 (en) | Method for preparing metallopolycarbosilanes | |
| US6146559A (en) | Preparation of high density titanium diboride ceramics with preceramic polymer binders | |
| EP0695729B1 (en) | Preparation of high density zirconium carbide ceramics with preceramic polymer binders | |
| Clade et al. | A new type of precursor for fibers in the system Si–C | |
| Storozhenko et al. | Synthesis of nanozirconooligocarbosilanes | |
| RU2712240C1 (en) | Method of producing metal polycarbosilanes | |
| JP3142886B2 (en) | Method for producing SiC-based ceramic precursor | |
| Hemida et al. | Continuous SiC-based model monofilaments with a low free carbon content: Part II From the pyrolysis of a novel copolymer precursor | |
| JPH09183659A (en) | Beta-silicon carbide powder-base composition and production of sintered compact |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130218 |