泡沫陶瓷微观形貌分析

图2-12所示为添加纳米SiC填料的Si—O—C泡沫陶瓷的微观形貌^[12]。由该图可以看出，通过先驱体法与有机浸渍法相结合制备的泡沫陶瓷，其空间骨架结构沿袭了聚氨酯泡沫的三维网状结构，具有良好的贯通性。实验测得该泡沫陶瓷的孔径分布范围为100～500μm。图2-13所示为添加纳米SiC填料的Si—O—C泡沫陶瓷孔筋处的微观形貌^[12]。由图中可以看出，泡沫陶瓷孔筋结构均匀致密，没有明显的孔洞、裂纹等缺陷。

图2-11 泡沫陶瓷的孔隙率与纳米SiC含量的关系

图2-12　Si—O—C泡沫陶瓷的微观形貌（SEM）

另外，采用聚硅氮烷为原料结合有机浸渍工艺也可以获得性能优良的泡沫陶瓷。当裂解温度为1300℃，经二次增强处理的试样抗压强度值达17.3MPa。添加纳米Al粉可以降低PSZ的裂解温度，提高泡沫陶瓷的抗压强度，当w（Al）含量达到30%时，试样抗压强度达最大值25.6MPa。图2-14所示为添加纳米Al粉采用PSZ制备的Si—C—N泡沫陶瓷的微观形貌（裂解温度为1300℃）。由该图可以看出，SiCN泡沫陶瓷具有三维网状结构，且具有良好的贯通性。图2-15所示为泡沫陶瓷孔筋处微观形貌。从图中可以看出，孔筋结构较为均匀致密，没有明显的孔洞、裂纹等缺陷。对孔筋进行能谱分析，得出孔筋主要是由Si、C、N、Al四种元素组成，且元素分布非常均匀，其原子百分含量为：Si：35.26%，N：14.21%，C：21.23%，Al：29.30%。

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图2-13 Si—O—C泡沫陶瓷孔筋的微观形貌（SEM）

图2-14 Si—C—N泡沫陶瓷的微观形貌（SEM）

图2-15 Si—C—N泡沫陶瓷孔筋的微观形貌（SEM）