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<***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">由无机材料和有机高分子所组成的有机<***N lang=EN-US>-无机杂化材料是近年来国内外研究较多的一种新型复合材料，它同时具有有机高分子和无机材料的优点。纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC陶瓷具有硬度高、高温强度大、抗蠕变性能好、耐化学腐蚀、抗氧化性能好、热膨胀系数小及高热导率等优异性能，是一种在高温和高能条件下**应用前景的材料。纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC用于制备金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料，已经表现出优异的性能。此外，纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC在隐身吸波材料方面也有重要的应用。本文综述了纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC在聚合物中的应用。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-weight: bold"> 1 <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-weight: bold">纳米碳化硅基本特性<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC具有α和β两种晶型。β<***N lang=EN-US>-Sic的晶体结构是立方晶系，<***N lang=EN-US>Si和<***N lang=EN-US>C分别组成面心立方晶格，<***N lang=EN-US>Si——<***N lang=EN-US>C的原子间距为<***N lang=EN-US>0.1888nm，α<***N lang=EN-US>-SiC存在着<***N lang=EN-US>4H、<***N lang=EN-US>15R和<***N lang=EN-US>6H等<***N lang=EN-US>100余种多型体，其中，<***N lang=EN-US>6H多型体在工业上应用*为广泛。在<***N lang=EN-US>6H-SiC中，<***N lang=EN-US>Si与<***N lang=EN-US>C交替成层状堆积，<***N lang=EN-US>Si层间或<***N lang=EN-US>C层间的距离为<***N lang=EN-US>0.25nm,si-C的原子间距约为<***N lang=EN-US>0.19nm。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">在纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC的两种晶型之间存在一定的热稳定性关系。温度低于<***N lang=EN-US>1 600℃时，<***N lang=EN-US>SiC以β<***N lang=EN-US>-SiC存在；温度高于<***N lang=EN-US>1600℃时，β<***N lang=EN-US>-SiC通过再结晶缓慢转变成α<***N lang=EN-US>-SiC的各种型体（<***N lang=EN-US>4H、<***N lang=EN-US>6H和<***N lang=EN-US>15R等）。<***N lang=EN-US>4H-SiC在<***N lang=EN-US>2000℃左右容易生成；而<***N lang=EN-US>15R和<***N lang=EN-US>6H多型体均需在<***N lang=EN-US>2100℃以上才能生成，但<***N lang=EN-US>15R的热稳定性比<***N lang=EN-US>6H多型体差，对于<***N lang=EN-US>6H-SiC,即使温度超过<***N lang=EN-US>2200℃也非常稳定。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC的硬度高、弹性模量大，具有优良的耐磨损性能。纯的纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC不会被<***N lang=EN-US>HC1、<***N lang=EN-US>HNO3、<***N lang=EN-US>H2SO4和<***N lang=EN-US>HF等酸溶液以及<***N lang=EN-US>NaOH等碱溶液所侵蚀，但在空气中加热时会发生氧化反应。值得指出的是，在干燥的高温环境中，温度超过<***N lang=EN-US>900℃时，纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC表面会生成一层致密的、缓慢生长的二氧化硅膜，这层膜抑制了氧的进一步扩散，使其具有优异的抗氧化性能。在电性能方面，纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC是第三代半导体材料的核心之一，具有很多优点，如带隙宽、热导率高、电子饱和漂移速率大、化学稳定性好等，非常适于制作高温、高频、抗辐射、大功率和高密度集成的电子器佣。此外，纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC还具有优良的导热性和吸波特性。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-weight: bold"> 2<***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-weight: bold">纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC填充改性聚合物<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">用无机物质填充改性有机高分子材料所制备的聚合物基复合材料是一类新型材料，在性能（如耐磨性）提高的同时，还表现出一些新的性能（如吸波性能）。特别是对纳米无机填料改性高分子材料所制备的复合材料而言，在填料和基体之间形成了松散材料体积分数更大的界面层，所以在填料含量非常低的条件下就可以对材料的性能产生很大影响。这种特性尤其有利于提高热固性树脂基复合材料的耐磨性。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">纪秋龙等用纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC对环氧树脂进行了填充改性并对改性后复合材料的摩擦学性能进行了研究。由于纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC与环氧树脂之间相容性较差，他们先对纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC进行了表面大分子接枝预处理，在其表面引人聚**酞胺，一方面改善了纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC在环氧树脂基体中的分散性；另一方面也通过引人的酞胺基团与环氧树脂反应，通过化学键紧密联结起来，从而更有效地发挥纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC的作用。结果表明，经纳米纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC填充的复合材料的耐磨性比未改性的环氧树脂提高了近<***N lang=EN-US>4倍，摩擦系数降低了<***N lang=EN-US>36％。<***N lang=EN-US>Nathaniel chishohn等系统地研究了不同含量（<***N lang=EN-US>1.5％<***N lang=EN-US>~3.0％，质量分数，下同）的纳米纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC填充环氧树脂后树脂性能的变化，结果发现，经<***N lang=EN-US>1.5％的纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC填充改性后，树脂的力学性能比纯树脂的有明显提高，拉伸模量提高了<***N lang=EN-US>44.9％，拉伸强度提高了<***N lang=EN-US>15.8％。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">还有人将粒径为<***N lang=EN-US>10nm和<***N lang=EN-US>30nm的微晶纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC掺人聚**基**和香豆素的共混物中，并测量了得到的复合材料的线性电致发光效应。在掺人了纳米碳化硅微晶<***N lang=EN-US>SiC后，无论在静态区域还是在光引发区域，测定线性电致发光效应系数的响应都明显增大。但相对于静态区域而言，光引发区域的线性电致发光效应系数要更大一些。在这种客体一主体材料中，纳米碳化硅微晶<***N lang=EN-US>SiC与其周围聚合物之间的界面层在电致发光效应中起主导作用。虽然估算出来的线性电致发光效应系数比已知的无机电致发光晶体低，但是在复合材料的均一区域上所得到的测量值却大得多。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">李家俊等研究了<***N lang=EN-US>SiC纤维体积含量小于<***N lang=EN-US>2％的环氧树脂<***N lang=EN-US>/碳化硅纤维复合吸波材料不同排布的吸波性能。结果表明，碳化硅纤维吸波性能与纤维的排布间距和纤维含量密切相关；正交排布试样的吸波效果总体上优于平行排布试样；在频率大于<***N lang=EN-US>8 GHz、<***N lang=EN-US>SiC纤维的间距为<***N lang=EN-US>4mm如和<***N lang=EN-US>SiC纤维含量为<***N lang=EN-US>1600根／束时的正交排布方式下获得了<***N lang=EN-US>-10 dB以下的反射衰减。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> K.Kueseng<***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">和<***N lang=EN-US>K.I.Jacoi先将纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC分散在天然橡胶（<***N lang=EN-US>NR）的聚合物溶液中，然后用蒸发干燥的方法除去溶剂、**制得了橡胶纳米复合材料。研究发现<***N lang=EN-US>,SiC含量为<***N lang=EN-US>1.5％的橡胶试样的断裂应变比硫化后的纯橡胶试样减少了<***N lang=EN-US>20%；试样的初始模量随着纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC含量的增加而增大，在纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC含量为<***N lang=EN-US>1.5％时达到**值。<***N lang=EN-US>1.5％的<***N lang=EN-US>SiC填充改性的<***N lang=EN-US>NR的初始模量为<***N lang=EN-US>1.44MPa极限强度为<***N lang=EN-US>9MPa，断裂伸长率为<***N lang=EN-US>64.8％。而另有报道说<***N lang=EN-US>40％的碳黑填充改性的<***N lang=EN-US>NR的初始模量为<***N lang=EN-US>1.6 MPa;极限强度为<***N lang=EN-US>10.6MPa，断裂伸长率为<***N lang=EN-US>434%。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> Hassan Mahfuz<***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">等利用超声波将纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC均匀地分散在液态的聚氨酯泡沫中，并将这种混合物浇铸到矩形模具中制成了纳米泡沫塑料板。热重分析发现，纯聚氨酯泡沫塑料的热分解温度为<***N lang=EN-US>388℃，纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC含量为<***N lang=EN-US>1%的泡沫塑料的热分解温度为<***N lang=EN-US>433℃，而<***N lang=EN-US>SiC含量为<***N lang=EN-US>3％时热分解温度为<***N lang=EN-US>379℃。出现热分解温度降低在宏观上可能是由于杂质在本体溶液中的依数性热力学效应所导致。通过扫描电镜分析发现，当纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC含量为<***N lang=EN-US>1％时，晶胞尺寸增大到了<***N lang=EN-US>535μ<***N lang=EN-US>m，但有一定数量的晶胞坍塌了；当纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC含量增加到<***N lang=EN-US>3%时，几乎所有的晶胞都坍塌了佘这与热重分析得到的结果一致，说明<***N lang=EN-US>SiC的填充量应在<***N lang=EN-US>1％<***N lang=EN-US>~3％之间，超过这个范围可能起不到有效的增强作用。<***N lang=EN-US>
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-weight: bold"> 3 <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-weight: bold">聚合物表面包覆改性纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">
<***N lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体"> <***N style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: 宋体">粉体的表面包覆改性是指在原来单一组分的基元物质表面上均匀地引人<***N lang=EN-US>1种或多种其他物质；以改变原来基元物质基本性质的方法。它**使由这些改性原料生产出的材料的性能得到提高，功能和用途得到扩大，同时也使材料制造和成型工艺得到进一步完善和发展。表面包覆技术是制造此类刁刘刊斗的关键技术。王苹等先用有机*****对纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC粉体进行预处理，然后使*******在引发剂作用下在纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC粉体表面发生乳液聚合反应，对纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC粉体表面进行了聚电解质包覆改性价改性得到的复合材料粒子表面具有很强的疏水性，有些样品几乎完全不溶于水。有研究表明，在纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC悬浮水溶液中，以<***N lang=EN-US>FeCl3为氧化剂，聚**可以发生氧化聚合反应包覆在纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC粒子的表面，形成一种新型纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC/聚**导电复合材料。这种复合材料电导率的大小主要由聚毗咯在纳米碳化硅<***N lang=EN-US>SiC表面的含量所决定。聚**为<***N lang=EN-US>35%时复合材料的电导率约为<***N lang=EN-US>2S/cm，与用向样的氧化剂在向样制备条件不制得的纯聚**粉末的电导率在同一数量级范围内。<***N lang=EN-US>
