浙江耐高温陶瓷前驱体性能

陶瓷前驱体在航天领域具有广阔的应用前景，主要体现在制备工艺改进：①快速成型：近年来，陶瓷前驱体的快速成型技术得到了发展。如北京理工大学张中伟教授团队开发的具有原位自增密的陶瓷基复合材料快速制备技术 ViSfP-TiCOP，大幅缩减了工艺周期，实现了陶瓷基复合材料的低成本、高通量及快速化制备。②复杂结构制造：陶瓷前驱体可用于制造复杂形状的航天部件。通过增材制造技术，如光固化 3D 打印等，可以直接将陶瓷前驱体转化为具有复杂内部结构和精细外形的陶瓷部件，为航天部件的设计和制造提供了更大的自由度，能够满足航天器对特殊结构和功能的需求。以陶瓷前驱体为原料制备的陶瓷基复合材料，在汽车刹车片和航空航天结构件等方面有重要应用。浙江耐高温陶瓷前驱体性能

许多陶瓷前驱体具有优异的生物相容性，如氧化锆、氧化铝等陶瓷前驱体，它们在与人体组织接触时，不会引起明显的免疫反应或毒性作用，能够与周围组织形成良好的结合，为长期植入提供了可能。陶瓷前驱体制备的生物医学材料具有高硬度、高耐磨性和良好的韧性等力学性能，能够满足人体在生理活动中的力学需求，如人工关节、牙科修复体等需要承受较大的压力和摩擦力，陶瓷前驱体材料可以提供可靠的力学支撑。通过对陶瓷前驱体的组成、结构和制备工艺的调控，可以实现对材料性能的精确设计和优化，以满足不同生物医学应用的需求。例如，可以调整陶瓷前驱体的孔隙率、孔径分布和表面形貌等，促进细胞的黏附、增殖和组织的长入，还可以引入生物活性物质，如生长因子、药物等，赋予材料特定的生物功能。陶瓷前驱体材料具有良好的化学稳定性，不易在人体环境中被腐蚀或降解，能够长期保持其结构和性能的稳定，从而保证了植入物的使用寿命和安全性。北京耐酸碱陶瓷前驱体盐雾国家出台了一系列政策支持陶瓷前驱体相关产业的发展。

陶瓷前驱体在航天领域有广泛的应用，从热防护系统角度来讲：①陶瓷基复合材料热结构部件：如 C/SiC 复合材料，可用于飞行器的热防护系统头锥、迎风面大面积部位、翼前缘和体襟翼等。通过前驱体浸渍裂解工艺制备的 C/SiBCN 材料，比 C/SiC 具有更优异的高温抗氧化性能。在 1400℃下空气中的氧化动力学常数 kp 明显低于 SiC 陶瓷，且 C/SiBCN 复合材料室温下弯曲强度 489MPa，在 1600℃弯曲强度仍达到 450MPa 以上。②超高温陶瓷防热材料：利用陶瓷前驱体可制备超高温纳米复相陶瓷，如 (Ti,Zr,Hf) C/SiC 陶瓷。采用乙烯基聚碳硅烷与含钛、锆、铪的无氧金属配合物反应合成的单源先驱体，经放电等离子烧结技术制备出的此类陶瓷，在 2200℃的烧蚀实验中表现出极低的线烧蚀率，为 - 0.58μm/s。

陶瓷前驱体在组织工程和再生医学领域的应用将不断拓展。通过与生物活性因子、细胞等相结合，陶瓷前驱体可以构建出具有生物活性的组织工程支架，促进组织的再生和修复。例如，利用陶瓷前驱体制备的骨组织工程支架，可以引导骨细胞的生长和分化，加速骨缺损的愈合。陶瓷前驱体将与其他材料如金属、高分子材料等进行复合应用，以充分发挥各种材料的优势，弥补单一材料的不足。例如，将陶瓷前驱体与金属材料复合，可以提高植入物的强度和韧性；与高分子材料复合，可以改善材料的柔韧性和加工性能。随着陶瓷前驱体材料研究的不断深入和技术的不断成熟，其在临床应用中的范围将进一步扩大。除了现有的骨科、牙科等领域，还将在心血管、神经、眼科等其他医学领域得到更多的应用。陶瓷前驱体的力学性能测试包括硬度、强度和韧性等指标的测量。

陶瓷前驱体是获得目标陶瓷产物前的一种存在形式，大多是以有机 - 无机配合物或混合物固体存在，也有部分是以溶胶形式存在。一般先通过合成一定组成的聚合物，聚合物再经高温裂解得到陶瓷。使用陶瓷前驱体可以制备出高硬度、高温稳定性、化学稳定性、绝缘性、耐磨性等优异性能的先进陶瓷材料。此外，相较于先进陶瓷材料，陶瓷前驱体可以实现多种成型工艺，如注模压制、离子蒸发沉积、喷雾干燥等，制备出多种形态的陶瓷材料，如薄膜、涂层、纤维、多孔体等，满足不同领域的特殊需求。石墨烯改性的陶瓷前驱体能够显著提高陶瓷材料的导电性和导热性。浙江耐高温陶瓷前驱体性能

扫描电子显微镜可以观察陶瓷前驱体的微观形貌和颗粒大小。浙江耐高温陶瓷前驱体性能

陶瓷前驱体燃料电池领域的应用案例如下：①陶瓷质子膜燃料电池：清华大学助理教授董岩皓与合作者提出界面反应烧结概念，设计开发了可控表面酸处理和共烧技术，让氧气电极层和电解质层之间实现活性键合，改善了陶瓷质子膜燃料电池的电化学性能和稳定性。该器件在低至 350 摄氏度时仍具有鲜明的性能，在 600 摄氏度、450 摄氏度和 350 摄氏度的条件下，分别实现每平方厘米 1.6 瓦、每平方厘米 650 毫瓦和每平方厘米 300 毫瓦的峰值功率密度。②固体氧化物燃料电池：采用金属醇盐、金属酸盐或金属卤化物等作为陶瓷前驱体，通过溶胶 - 凝胶法、水热法等制备技术，可以合成具有特定微观结构和性能的陶瓷电解质和电极材料。例如，以钇稳定的氧化锆（YSZ）陶瓷前驱体制备的电解质，具有良好的氧离子导电性，能够在高温下实现高效的氧离子传导，提高燃料电池的性能。③锂离子电池领域-正极材料：董岩皓与合作者提出渗镧均匀包覆和陶瓷粉体行星式离心解团等多项创新技术，阐述了应力腐蚀断裂主导的衰减机理，并修正传统理论框架下的脆性机械断裂认知。他们以锂离子电池中常用的正极材料氧化锂钴为例，展示了有效的表面钝化、抑制表面退化，以及改善的电化学性能，证明其高电压稳定循环较大可达到 4.8 伏浙江耐高温陶瓷前驱体性能