隨著 3D 打印技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,,陶瓷前驅(qū)體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用將更加注重個(gè)性化定制。根據(jù)患者的具體需求和解剖結(jié)構(gòu),,利用 3D 打印技術(shù)可以精確地制造出具有個(gè)性化形狀和尺寸的植入物,,提高植入物與患者組織的匹配度,減少手術(shù)創(chuàng)傷和并發(fā)癥的發(fā)生,。未來的陶瓷前驅(qū)體材料將不局限于提供力學(xué)支撐和生物相容性,,還將集成多種功能,如藥物緩釋,、生物傳感,、成像等。例如,,將陶瓷前驅(qū)體與藥物載體相結(jié)合,,實(shí)現(xiàn)藥物的可控釋放,提高藥物的療效,;或者在陶瓷前驅(qū)體中引入傳感元件,,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體的生理參數(shù),為疾病的診斷提供依據(jù),。以陶瓷前驅(qū)體為原料制備的陶瓷基復(fù)合材料,,在汽車剎車片和航空航天結(jié)構(gòu)件等方面有重要應(yīng)用。江蘇防腐蝕陶瓷前驅(qū)體涂料
陶瓷前驅(qū)體可用于制備半導(dǎo)體材料中的襯底,、電極和絕緣層等,。例如,氮化鋁(AlN)陶瓷前驅(qū)體可以制備出具有高導(dǎo)熱性和絕緣性的 AlN 陶瓷,,廣泛應(yīng)用于電子封裝領(lǐng)域,。陶瓷前驅(qū)體可用于制備高溫結(jié)構(gòu)材料中的陶瓷基復(fù)合材料、氧化鋯等,。例如,,碳化硅(SiC)陶瓷前驅(qū)體可以制備出具有高硬度和耐高溫性能的 SiC 陶瓷基復(fù)合材料,,用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件。一些陶瓷前驅(qū)體具有良好的生物相容性和生物活性,,可以用于制備生物材料,,如人工關(guān)節(jié)、牙科修復(fù)體等,。例如,,氧化鋯(ZrO?)陶瓷前驅(qū)體可以制備出具有韌性的 ZrO?陶瓷,用于制造人工牙齒和關(guān)節(jié),。上海陶瓷前驅(qū)體涂料阻抗譜分析可以研究陶瓷前驅(qū)體的電學(xué)性能和導(dǎo)電機(jī)制,。
陶瓷前驅(qū)體在航天領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,從熱防護(hù)系統(tǒng)角度來講:①陶瓷基復(fù)合材料熱結(jié)構(gòu)部件:如 C/SiC 復(fù)合材料,,可用于飛行器的熱防護(hù)系統(tǒng)頭錐,、迎風(fēng)面大面積部位、翼前緣和體襟翼等,。通過前驅(qū)體浸漬裂解工藝制備的 C/SiBCN 材料,,比 C/SiC 具有更優(yōu)異的高溫抗氧化性能。在 1400℃下空氣中的氧化動(dòng)力學(xué)常數(shù) kp 明顯低于 SiC 陶瓷,,且 C/SiBCN 復(fù)合材料室溫下彎曲強(qiáng)度 489MPa,,在 1600℃彎曲強(qiáng)度仍達(dá)到 450MPa 以上。②超高溫陶瓷防熱材料:利用陶瓷前驅(qū)體可制備超高溫納米復(fù)相陶瓷,,如 (Ti,Zr,Hf) C/SiC 陶瓷,。采用乙烯基聚碳硅烷與含鈦、鋯,、鉿的無氧金屬配合物反應(yīng)合成的單源先驅(qū)體,,經(jīng)放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備出的此類陶瓷,在 2200℃的燒蝕實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出極低的線燒蝕率,,為 - 0.58μm/s,。
如制備硅硼碳氮(SiBCN)陶瓷前驅(qū)體,將含硅,、硼,、碳、氮的有機(jī)化合物(如硅烷,、硼烷,、含氮有機(jī)物等)與無機(jī)化合物(如硼酸,、硅粉等)混合,,在一定的溫度和氣氛條件下進(jìn)行反應(yīng)。例如,,將二甲氧基甲基乙烯基硅烷,、二苯基二甲氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷等硅氧烷單體與甲基硼酸溶解于 1,4 - 二氧六環(huán)中,攪拌反應(yīng),,旋蒸去除溶劑,,得到中間產(chǎn)物。再將中間產(chǎn)物與三乙胺混合,,在冰浴環(huán)境下滴加甲基丙烯酰氯,,進(jìn)行冰浴反應(yīng),經(jīng)過濾,、旋蒸去除沉淀和溶劑,,得到液態(tài) SiBCN 陶瓷前驅(qū)體。企業(yè)正在加大對(duì)陶瓷前驅(qū)體研發(fā)的投入,,以提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,。
陶瓷前驅(qū)體可用于制備軟磁陶瓷材料,如鐵氧體陶瓷前驅(qū)體,。軟磁陶瓷材料具有高磁導(dǎo)率,、低矯頑力和低損耗等特點(diǎn),常用于制作電感器,、變壓器,、磁頭等電子元件,在電力電子,、通信等領(lǐng)域有重要應(yīng)用,。部分陶瓷前驅(qū)體可用于制備硬磁陶瓷材料,如鋇鐵氧體(BaFe??O??),、鍶鐵氧體(SrFe??O??)等,。硬磁陶瓷材料具有較高的剩磁和矯頑力,能夠長(zhǎng)期保持磁性,,常用于制造永磁電機(jī),、揚(yáng)聲器、磁傳感器等器件,。一些陶瓷前驅(qū)體材料具有溫度敏感特性,,可用于制備溫度傳感器。例如,,熱敏陶瓷前驅(qū)體可以通過測(cè)量其電阻隨溫度的變化來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精確測(cè)量和控制,,廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、家電,、汽車等領(lǐng)域,。研究陶瓷前驅(qū)體的降解行為對(duì)于其在環(huán)境友好型材料中的應(yīng)用具有重要意義。江蘇防腐蝕陶瓷前驅(qū)體涂料
陶瓷前驅(qū)體的市場(chǎng)需求正在逐年增加,,尤其是在制造業(yè)和新能源領(lǐng)域,。江蘇防腐蝕陶瓷前驅(qū)體涂料
隨著材料科學(xué)的不斷進(jìn)步,,陶瓷前驅(qū)體的性能得到了提升。例如,,通過對(duì)陶瓷前驅(qū)體的配方設(shè)計(jì)和制備工藝的優(yōu)化,,可以獲得具有更高介電常數(shù)、更低損耗,、更好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能的陶瓷材料,,滿足了電子領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿牧系男枨蟆H缭陔娙萜髦?,高介電常?shù)的陶瓷前驅(qū)體可使電容器在更小體積下實(shí)現(xiàn)更大容量,。陶瓷前驅(qū)體與 3D 打印、光刻等先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合日益緊密,。3D 打印技術(shù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求快速制造出復(fù)雜形狀的陶瓷結(jié)構(gòu),,為電子元件的小型化、集成化和個(gè)性化設(shè)計(jì)提供了可能,。光刻技術(shù)則可實(shí)現(xiàn)陶瓷前驅(qū)體的高精度圖案化,,有助于制備高性能的半導(dǎo)體器件和集成電路。江蘇防腐蝕陶瓷前驅(qū)體涂料