聚合物先驱体转化陶瓷（PDC）是通过化学合成方法制得聚合物先驱体，经成型后，再通过高温转化获得陶瓷材料的先进制备方法。其关键在于制备出合适的先驱体，这直接决定了是否能成功制备出优异性能的陶瓷材料。其中，硅基陶瓷先驱体，尤其是聚碳硅烷，因其常温下稳定的化学性质和便捷的运输储存特性，在航空、航天、核能等高技术领域得到了广泛应用。
聚碳硅烷作为碳化硅纤维、陶瓷和连续纤维增强的陶瓷基复合材料（CMC）的关键先驱体之一，其重要性不仅体现在其化学稳定性上，更在于其通过PDC法实现的精细调控能力。通过聚合物成型和高温热解，PDC法能够在原子尺度上设计和调控陶瓷材料的化学组成、相组成以及微结构（纳米/微米结构），从而实现对材料性能的精确控制。这种方法不仅突破了传统陶瓷材料制备的局限性，还为开发具有特定功能和应用场景的高性能陶瓷材料提供了新的可能性。
随着科技的不断进步，硅基陶瓷先驱体的制备技术也在不断发展和完善，不仅在航空航天、能源等领域展现出巨大的应用前景，还为医疗、电子等高科技领域提供了新的材料解决方案。例如，在生物医学领域，硅基陶瓷先驱体可用于制备高生物相容性的植入装置；在电子领域，则可应用于高性能电子器件的制造。
为了进一步推动该领域的研究与发展，大会主席厦门大学余兆菊教授特邀请西北工业大学孔杰教授、西北工业大学栾新刚教授、中南大学文青波教授、中国科学院化学研究所张宗波研究员、浙江理工大学陈建军教授等众多专家围绕“先驱体转化陶瓷材料”做专题演讲。这些专家将分享他们在该领域的最新研究成果和经验，共同探讨如何进一步优化和拓展硅基陶瓷先驱体的发展与应用。
先驱体转化陶瓷材料
报告嘉宾
余兆菊 厦门大学教授
演讲题目：SiC基纳米陶瓷：先进制备方法、微结构调控与性能研究
聚合物先驱体陶瓷（PDC）法经聚合物成型-热解制备陶瓷，通过聚合物先驱体原子尺度设计-调控陶瓷组成（化学组成、相组成）与微结构（纳米/微米结构）以获得预期性能。与传统的粉末烧结法相比，PDC法具有不可比拟的优势，是一种制备硅基陶瓷的先进方法。基于此，我们通过PDC法制备了系列SiC基纳米复相陶瓷。
在结构/功能一体化的先进陶瓷材料方面，我们开展了如下研究：设计制备系列含过渡金属Hf/Ta单源聚合物先驱体，经PDC法制备结构/功能一体化的硅基纳米复相陶瓷（如SiC-HfC-C, SiC-TaC-C, SiC-HfTaC-C等），具有优异的耐高温性能和电磁性能。特别值得一提的是，我们首次通过PDC法原位形成独特的金属碳化物@碳的核壳结构，并证实核壳结构可巧妙地调控材料的性能。
在环境功能陶瓷方面，我们开展了如下研究：制备含纳米碳相（碳纳米管，石墨烯）、Nowotny相的SiC基纳米复相陶瓷，在电磁吸波、电磁屏蔽、光催化分解染料及电化学催化分解水制氢等方面展现出卓越的性能。特别值得一提的是，我们通过PDC法原位形成Nowotny相，并首次发现其在催化、电磁性能方面的先进功能性。
综上所述，我们系统研究SiC基纳米复相陶瓷的相组成与微结构，并建立“聚合物分子结构-陶瓷组成、微结构-陶瓷性能”之间的科学联系，为拓展新型结构/功能一体化硅基陶瓷的功能性与应用奠定理论基础。
文青波 中南大学教授
演讲题目：聚合物转化ZiC中间层对RMI制备C/C-ZiC-ZrC-SiC复合材料力学性能的影响
本研究采用聚合物浸渍热解（PIP）和反应熔体渗透（RMI）工艺相结合的方法对多孔C/C坯体进行改性，制备了C/C-ZiC-ZrC-SiC超高温陶瓷基复合材料。PIP用于在C/C坯体和RMI制备的ZrC-SiC基体之间制备一层ZrC-SiC中间层（表示为ZiC）。本文对含ZiC和无ZiC中间层的复合材料的力学性能和微观结构进行了测试和表征。结果表明，通过调整ZiC结构，可以使RMI工艺后复合材料的弯曲强度和拉伸强度得到更有效的提升。相较于没有ZiC中间层的复合材料，RMI工艺后有ZiC中间层的复合材料的弯曲强度和拉伸强度分别提高了50.54%和56.76%。ZiC中间层能有效保护碳纤维和PyC免受高温熔体的侵蚀，同时削弱陶瓷基体与碳纤维之间的界面结合强度，确保在外加荷载作用下一系列应力得以释放，是性能提升的主要机制。
陈建军 浙江理工大学教授
演讲题目：碳化硅陶瓷纤维的研究与产业化现状介绍
连续碳化硅陶瓷纤维具有优异的耐高温、抗氧化以及力学性能在航空航天热结构件、热防护以及核领域有着广泛的应用前景。报告介绍先驱体转化法制备连续 SiC 纤维的国内外研究与生产现状。分析了国内外第三代SiC纤维的组成、结构与性能以及发展现状，最后对纤维的组成、结构、缺陷控制与纤维抗氧化及力学性能关系研究、以及纤维工程化应用等研究方向进行了展望。
莫高明 中国科学院宁波材料技术与工程研究所高级工程师
演讲题目：聚碳硅烷的改性及其陶瓷纤维制备研究
聚碳硅烷是碳化硅纤维、陶瓷、复合材料的重要先驱体之一，因常温下性质稳定、方便运输和储存在航空、航天、核能等领域获得广泛应用。聚碳硅烷以及其高温裂解陶瓷产物富碳、陶瓷产率相对低不利于最终陶瓷产物的高温抗氧化性能和力学性能的提高。本报告通过合成含氰基聚碳硅烷、使聚碳硅烷的陶瓷产率由50%-60%提高至70%-80%，分析了含氰基聚碳硅烷的陶瓷化机理；合成含硼聚碳硅烷，使聚碳硅烷及其陶瓷产物碳含量大幅减少，接近计化学计量比，分析了合成机理及陶瓷化结构转变；合成了具有紫外光光敏活性的聚碳硅烷，通过熔融纺丝成纤维，室温下通过紫外交联实现了纤维的不熔化，高温烧成与烧结后得到类一代高氧和类三代近化学计量比碳化硅纤维，分析了紫外交联机制以及高温陶瓷化中结构转变。
苟燕子 国防科技大学副研究员
演讲题目：高耐温性连续SiC纤维的制备与表征
SiC纤维具有高强度、高模量、耐高温、抗氧化、抗蠕变、耐腐蚀、与陶瓷基体相容性好等一系列优异的性能，是发展高技术武器装备以及航空航天事业的战略关键原材料。我们在国内首次成功制备出了高耐温性的高结晶第三代连续SiC纤维，C/Si原子比接近1且氧含量小于0.5 wt%，在惰性气氛中1900℃保温1 h前后纤维拉伸强度保持不变。在此基础上，我们又创新地制备出了相应的纤维膜和纤维海绵材料，该材料不仅显示出同样优异的耐高温性能，而且具有柔性、弹性和隔热性能，在航空发动机热端部件、高速飞行器热防护系统有重要的应用前景。
杜 斌 广州大学副教授
演讲题目：球形SiOC微纳米颗粒的制备及性能研究
聚合物衍生陶瓷（PDCs）因其在分子水平上可控的微观结构，被认为是具有优异微波吸收性能的潜在材料，特别是在恶劣环境下的应用。在本研究中，通过PDC方法成功制备了一系列硅氧碳（SiOC）纳米球，并在不同温度下于氩气气氛中进行热解，同时研究了其微观结构的演变及微波吸收性能。研究发现，微波吸收性能主要依赖于碳含量。在相对碳含量为38.13%的条件下，在1400°C热解的富碳SiOC纳米球-1，具有优异的微波吸收性能，在6.8 GHz时的最小反射损失（RL）值为-56.28 dB，厚度为2.93 mm。电磁分析表明，适当的阻抗匹配、固有的衰减能力和多重反射是其优异反射损失的主要原因。
同时将SiOC球形颗粒通过 spark plasma sintering（SPS）技术获得了致密陶瓷块体。结果表明，碳含量和烧结温度共同调控了SiOC陶瓷的相组成和微观结构，从而显著影响了其机械性能。在所有样品中，1600°C热解的SiOC-C陶瓷具有优化的机械性能，其弯曲强度为38.48 MPa。
李达鑫 哈尔滨工业大学副研究员
演讲题目：MA-SiBCN陶瓷中的三维PDC-SiBCN网络结构：强韧化效应和抗氧化屏障
通过在MA-SiBCN纳米颗粒表面制备一层半固化的PBSZ先驱体包覆层，结合包覆粉温压、包覆层的可控裂解及高温热压烧结工艺，实现了SiBCN块体陶瓷在无任何烧结助剂情况下的中低温致密化（<1600℃）。在相同热压烧结条件下（1800℃/60 MPa），MA@PDCs-SiBCN块体陶瓷的体积密度2.62 g/cm3高于MA-SiBCN块体陶瓷（2.16 g/cm3），且抗弯强度由91.2 MPa提升至285.9 MPa, 断裂韧性由0.73 MPa·m1/2提升至4.63 MPa·m1/2；此外，致密度较低的MA@PDCs-SiBCN（2.15 g/cm3）块体陶瓷的抗弯强度和断裂韧性仍高达208.2 MPa和3.3 MPa·m1/2。MA@PDCs-SiBCN包覆结构存在较弱的界面结合，能够很大程度促进裂纹尖端应力释放和裂纹偏转，从而提升了SiBCN块体陶瓷的力学性能。
MA-SiBCN块体陶瓷呈现在低温段以BN(C)相为主（<900℃）和在高温段以SiC相为主（>900℃）的非均质氧化过程，导致低温段1.4wt%的氧化失重和高温段1.1 wt%的氧化失重。相比之下，MA@PDCs-SiBCN陶瓷具有更优的抗氧化性能，仅有0.5 wt%的氧化增重。MA@PDCs-SiBCN陶瓷中PDCs-SiBCN三维网络结构作为氧扩散的屏障，有效抑制了被包覆的MA-SiBCN组分的异质氧化过程，尤其是BN(C)相在低温段的氧化消耗。此外，氧化层中残留的PDCs-SiBCN网络结构作为刚性骨架，抑制熔融态氧化层中气泡的生长，从而形成了保护性的致密氧化层。
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为进一步促进硅基特种新颖材料领域的学术交流与产业合作，推动科学研究与技术应用的深度融合，浙江省全省数据驱动高安全能源材料及应用重点实验室、中国科学院宁波材料技术与工程研究所联合DT新材料将于2024年12月6-8日在宁波喜来登酒店举办“2024宁波硅基特种材料论坛”。会议围绕有机硅材料、先驱体转化陶瓷材料、硅基陶瓷与复合材料、能源材料等话题来展开讨论。
论坛信息
主办单位：
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
浙江省数据驱动高安全能源材料与应用重点实验室
DT新材料
承办单位：
宁波德泰中研信息科技有限公司
组委会成员（姓名按字母排序）
名誉主席：
柴之芳 中国科学院院士、中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
董绍明 中国工程院院士、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员
大会主席：
黄 庆 中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
大会共同主席：
李寅生 中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
梁 坤 中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
宋育杰 中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
余兆菊 厦门大学教授
论坛时间：2024年12月06日-12月08日
论坛地点：宁波喜来登酒店
（宁波市 鄞州区 彩虹北路50号）
日程安排
专家介绍（排序不分先后）
专题一：有机硅材料
演讲嘉宾 单位/职称
陈 功 北京航空航天大学副教授
葛建芳 仲恺农业工程学院教授
李承东 江南大学副研究员
刘 丽 哈尔滨工业大学教授
潘翔城 复旦大学教授
谭龙飞 中国科学院理化技术研究所研究员
汤龙程 杭州师范大学教授
王灯旭 山东大学教授
徐利文 杭州师范大学教授
张庆华 浙江大学教授
张学忠 中国科学院化学研究所研究员
周传健 山东大学教授
（*按照姓名字母排序）
专题二：先驱体转化陶瓷材料
演讲嘉宾 单位/职称
陈建军 浙江理工大学教授
陈江溪 厦门大学副教授
杜 斌 广州大学副教授
范凯飞 西北工业大学博士研究生
苟燕子 国防科技大学副研究员
孔 杰 西北工业大学教授
李达鑫 哈尔滨工业大学副研究员
李天昊 中国科学院宁波材料技术与工程研究所助理研究员
骆春佳 长安大学副教授
栾新刚 西北工业大学教授
莫高明 中国科学院宁波材料技术与工程研究所高级工程师
裴学良 中国科学院宁波材料技术与工程研究所副研究员
邵高峰 南京信息工程大学副教授
孙 佳 西北工业大学副教授
文青波 中南大学教授
余兆菊 厦门大学教授
曾冠杰 中国科学院宁波材料技术与工程研究所博士后
张宗波 中国科学院化学研究所研究员
（*按照姓名字母排序）
专题三：硅基陶瓷与复合材料
演讲嘉宾 单位/职称
陈克新 北京科技大学研究员
陈小武 中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员
陈宇红 北方民族大学教授
范冰冰 郑州大学教授
顾 坚 南京工业大学副教授
郭伟明 广东工业大学教授
海万秀 北方民族大学副教授
何少龙 甬江实验室研究员
黄小忠 中南大学教授
黄政仁 中国科学院上海高等研究院研究员
季 伟 武汉理工大学研究员
李寅生 中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
倪德伟 中国科学院上海硅酸盐研究所研究员
任全兴 中国科学院宁波材料技术与工程研究所博士后
沙建军 大连理工大学教授
王京阳 中国科学院金属研究所研究员
肖汉宁 湖南大学教授
张国军 东华大学教授
张景贤 中国科学院上海硅酸盐研究所研究员
赵 林 景德镇陶瓷大学教授
（*按照姓名字母排序）
专题四：能源材料
演讲嘉宾 单位/职称
陈健强 南京林业大学教授
丁松园 中国科学院大学杭州高等研究院教授
杜乘风 西北工业大学副教授
李新亮 郑州大学教授
林 宁 甬江实验室研究员
林时胜 浙江大学教授
林正得 中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
刘俊昊 中国科学院过程工程研究所副研究员
舒 杰 宁波大学教授
苏 宇 元能科技（厦门）有限公司博士
万 青 甬江实验室研究员
王延青 四川大学研究员
王长虹 东方理工大学(暂名)助理教授
杨全红 天津大学教授
姚永刚 华中科技大学教授
叶士特 厦门首能科技有限公司副总经理
周辰坤 南京师范大学教授
周向阳 湖南大学教授
周旭峰 中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
朱来攀 中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员
（*按照姓名字母排序）
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会议注册：参会代表2200元/位（现场报名2500元/位）；学生代表1200元/位（现场报名1500元/位）；住宿、差旅费用自理。
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会议联系人
报告咨询：
专题一：有机硅材料
宋老师：songyujie@nimte.ac.cn
专题二：先驱体转化陶瓷材料
余老师：zhaojuyu@xmu.edu.cn
专题三：硅基陶瓷与复合材料
李老师：liyinsheng@nimte.ac.cn
专题四：能源材料
梁老师：kliang@nimte.ac.cn
参会咨询：
胡老师
Tel: 18106696283
Email: cherry@polydt.com
