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1、科技成果一一耐高温抗氧化陶瓷材料技术开发单位哈尔滨工业大学技术简介硅硼碳氮（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2000C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
2、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。采用该材料体系研制的耐高温部件，特别是小推力液体发动机用 喷管等，满足了型号研制的要求。该材料可满足在高温有氧、惰性气 体、真空等多种环境下的部件使用要求。主要技术指标(1)
3、 力学性能密度：V3.0g/cm3；抗弯强度：N200MPa(室温)N150MPa(1500C,空气中)；弹性模量N100GPa；断裂韧性N5.0MPami/2。(2) 高温抗氧化性能1500C/50h干燥空气中质量变化V10mg/cm2；潮湿空气中质量变化 V300mg/cm2。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；(2) 制备过程简单、周期短；(3) 适于制备高致密的块体陶瓷材料。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1400-1600C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1400-1600C，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。
