HfC陶瓷先驱体的制备及其性能研究
《陶瓷前驱体聚钛硅氮烷的制备与性能研究》
《陶瓷前驱体聚钛硅氮烷的制备与性能研究》一、引言随着科技的发展，陶瓷材料在众多领域中得到了广泛的应用。
陶瓷前驱体聚钛硅氮烷作为一种新型的陶瓷材料，具有优异的物理和化学性能，其制备方法和性能研究成为当前研究的热点。
本文旨在研究陶瓷前驱体聚钛硅氮烷的制备方法，并对其性能进行深入探讨。
二、制备方法1. 材料选择制备聚钛硅氮烷的主要原料包括钛源、硅源、氮源以及其他添加剂。
其中，钛源一般选用钛酸四丁酯或钛酸异丙酯；硅源可以选择正硅酸乙酯或硅烷偶联剂；氮源则常采用氨气或氨基化合物。
2. 制备过程首先，将选定的钛源、硅源和氮源按照一定比例混合，加入适量的溶剂，在一定的温度和搅拌速度下进行反应。
反应过程中需控制反应温度、反应时间和反应物的比例等因素，以保证聚钛硅氮烷的成功合成。
最后，通过提纯、干燥等工艺得到聚钛硅氮烷陶瓷前驱体。
三、性能研究1. 结构分析通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）和核磁共振（NMR）等手段对聚钛硅氮烷的化学结构进行表征。
XRD可以分析其晶体结构；IR和NMR则可以确定其分子结构和化学键的组成。
2. 物理性能分析对聚钛硅氮烷的物理性能进行研究，包括其热稳定性、机械性能、电性能等。
通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）等手段，研究其热稳定性和相变过程；通过拉伸试验和硬度测试等方法，评估其机械性能；通过电导率测试，了解其电性能。
3. 应用性能研究针对聚钛硅氮烷的实际应用，进行涂层、烧结等工艺的探索。
将聚钛硅氮烷作为前驱体，通过涂层工艺制备陶瓷薄膜或涂层材料，然后进行烧结处理，得到具有优异性能的陶瓷材料。
同时，研究其在高温、高湿等恶劣环境下的性能表现，以及与其他材料的复合应用。
四、结论通过制备与性能研究，发现聚钛硅氮烷陶瓷前驱体具有优异的热稳定性、机械性能和电性能。
其结构紧密，具有良好的成膜性和烧结性。
在高温、高湿等恶劣环境下，聚钛硅氮烷陶瓷前驱体表现出良好的稳定性，具有广泛的应用前景。
陶瓷先驱体含硼聚硅烷的合成及陶瓷化研究的开题报告
陶瓷先驱体含硼聚硅烷的合成及陶瓷化研究的开题报告一、研究背景目前，陶瓷材料已广泛应用于各领域，如航空、电子、医疗等。
然而，当前普遍使用的陶瓷材料制备过程存在着一定的缺陷，如高温、长时间的烧结过程以及容易导致产品变形等问题。
因此，如何开发一种制备过程简便、性能稳定的新型陶瓷材料成为研究的重点。
本研究拟以硼聚硅烷为主体原料，制备一种新型陶瓷先驱体，并研究其陶瓷化过程、热稳定性及力学性能。
通过实验探究不同工艺参数对该新型陶瓷材料的影响，旨在提高其性能及应用价值。
二、研究目的1、合成一种新型硼聚硅烷陶瓷先驱体；2、研究硼聚硅烷陶瓷先驱体的陶瓷化过程及陶瓷化机理；3、研究硼聚硅烷陶瓷的力学性能、热稳定性及其在特定领域的应用价值；4、探究不同工艺参数对硼聚硅烷陶瓷材料性质的影响，提高其性能及应用价值。
三、研究内容和方法1、硼聚硅烷的合成方法：采用水解缩合法，将硼硅酸酯与碱反应，制备硼聚硅烷陶瓷先驱体；2、陶瓷化过程及机理分析：利用实验室条件下的特定温度，在不同时间内进行烧结，通过热分析技术、扫描电子显微镜等手段对其陶瓷化过程及机理进行分析；3、力学性能及热稳定性测试：采用万能材料试验机测试其强度等力学性能，利用热重分析仪测试其热稳定性能；4、不同工艺参数对性能影响的实验：改变工艺参数，如烧结温度、时间等，测试材料性能随参数变化的变化规律。
四、研究意义通过合成新型硼聚硅烷陶瓷先驱体，并探究其陶瓷化过程、热稳定性及力学性能，本研究有望制备一种具有较高性能的新型陶瓷材料，并且制备过程相对简便。
这可为相关领域的应用提供一种新的选择，具有较好的推广应用价值。
此外，探究不同工艺参数对性能的影响，有望为今后相关研究提供一定的参考依据。
耐超高温陶瓷先驱体及其复合材料的制备和性能研究
耐超高温陶瓷先驱体及其复合材料的制备和性能研究一、本文概述本文旨在探讨耐超高温陶瓷先驱体及其复合材料的制备和性能研究。
我们将概述耐超高温陶瓷先驱体的基本概念、特性及其在极端环境下的应用需求。
随后，我们将详细介绍几种常见的耐超高温陶瓷先驱体的制备方法，包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积、聚合物前驱体法等，并分析其优缺点。
在此基础上，我们将探讨这些先驱体转化为陶瓷材料的过程及其影响因素。
接下来，我们将重点讨论耐超高温陶瓷复合材料的制备技术。
复合材料通过结合不同材料的优势，可以进一步提高陶瓷材料的耐高温性能和力学性能。
我们将介绍几种典型的复合增强方法，如纤维增强、颗粒增强和晶须增强等，并探讨这些增强方法对陶瓷复合材料性能的影响。
本文还将对耐超高温陶瓷及其复合材料的性能进行深入研究。
通过测试和分析材料的高温稳定性、热导率、抗热震性、力学性能等指标，我们将评估不同制备方法和增强技术对材料性能的影响。
这些研究将为耐超高温陶瓷及其复合材料在航空航天、能源、冶金等领域的应用提供理论依据和技术支持。
本文还将对耐超高温陶瓷先驱体及其复合材料的研究前景进行展望，探讨未来可能的研究方向和应用领域。
通过本文的研究，我们期望能够为耐超高温陶瓷材料的制备和性能优化提供新的思路和方法，推动相关领域的科技进步和产业发展。
二、陶瓷先驱体及其复合材料的制备制备耐超高温陶瓷先驱体及其复合材料是一个复杂且需要精细控制的过程，主要包括先驱体的合成、复合材料的制备和后续处理三个步骤。
先驱体的合成是制备超高温陶瓷复合材料的第一步，其关键在于选择合适的原料和合成方法。
通常，我们会选择具有高温稳定性的化合物作为原料，如硅烷、硼烷等。
这些原料在适当的温度和压力条件下，通过化学反应合成出具有特定结构的先驱体。
合成过程中，需要严格控制反应条件，如温度、压力、反应时间等，以确保先驱体的结构和性能满足要求。
在得到先驱体后，下一步就是将其与增强材料（如碳纤维、陶瓷纤维等）复合，制备出陶瓷复合材料。
陶瓷前驱体聚硅氮烷的制备研究进展
聚硅 氮烷 即主链 由 Ｓ ｉ — Ｎ键 构成 的 聚 合 物 ，
氮烷 的 多功 能性 ，下 面按 金属 的化 合 价进行 分类
介绍。 １ ． １ 含二 价 金属 聚硅 氮烷 的制 备方 法
是 制备 Ｓ ｉ —Ｃ—Ｎ陶瓷 的一 类 重要 前 驱体 ；与 聚 硅 氧 烷 相 比 ，它 的 成 环 倾 向 小 Ｊ 、容 易 改 变 取 代 基 、更 耐 热 Ｊ 、表 面 能 与 黏 度 较 高 Ｊ 。
环使 用 。
１ ． ２ 含 三价 金属 聚硅 氮烷 的 制备 方法
含铁 聚 硅 氮 烷 的制 备 ：ｚ ． Ｍ．Ｘ ｉ ｅ等 人 将 硅 氮烷 锂 盐 缩 聚 ，合 成 了超 支 化 的含 铁 聚 硅 氮 烷 （ Ｐ Ｓ Ｚ Ｉ ） ；Ｐ Ｓ Ｚ Ｉ 在 氮 气 、氩 气 或 Ｎ Ｈ 中 热解 可得 到磁性 陶瓷 。Ｐ Ｓ Ｚ Ｉ的 陶 瓷 产 率 高 于相 应 硅 氮 烷 的 陶瓷 产 率 ；而 带 ｓ ｉ — Ｈ、一 ｃ Ｈ— ｃ Ｈ ：或 高 度
Ｐ Ｓ Ｚ Ｉ ；Ｐ Ｓ Ｚ Ｉ 在氮 气 中热 裂 解 可 转 化 成 磁 性 陶 瓷 。 陶瓷 的磁性 可 通 过 控 制 铁 含 量 及 裂 解 温 度 来 调
收稿 日期 ： ． ２ ０ １ ２—０ ６—１ ６ 。 作者简介 ：滕雅娣 （ １ ９ ６ ５ 一） ，女 ，硕士生导师 ，主要从事 有机硅材料及中间体制备的研究。
摘要 ：综述 了合成 ｓ ｉ —ｃ～ Ｎ陶瓷前体聚硅 氮烷 的一些方 法，着重介 绍 了含金 属聚硅 氮烷的制备 方法 ，
先驱体转化陶瓷基复合材料的性能及应用研究进展
先驱体转化陶瓷基复合材料的性能及应用研究进展摘要：先驱体转化法是近些年发展起来的制备陶瓷基复合材料（CMCs）的新方法。
该方法工艺简单，制备温度低，可通过先驱体分子设计制备出所需组成和结构的陶瓷基体，是一种很有前途的制备连续纤维增强陶瓷基复合材料（CFRCMCs）的工艺。
所谓先驱体陶瓷（又称前驱体）转化陶瓷是通过化学合成的方法制得可经预处理转化为陶瓷材料的聚合物，进而热处理获得传统陶瓷工艺难以获得的先进陶瓷材料。
本文综述了先驱体转化陶瓷的发展历史、制备技术的特点、制备工艺、组成结构和性能的发展变化研究现状情况。
关键词：陶瓷基复合材料；先驱体转化法；技术特点；成型工艺；发展趋势。
陶瓷材料作为一种结构材料，因其具有高强度、高硬度、耐磨损、耐高温和抗腐蚀等优异性能，能应用于高温和某些苛刻环境中，被认为是21世纪高温结构部件最有希望的候选材料和“最终材料的梦想”。
其作为热结构材料主要应用在航空航天发动机涡轮的热端部件、大功率内燃机的增压涡轮、固体火箭发动机燃烧室和喷管以及完全代替金属的车辆发动机。
然而，作为结构材料，单相陶瓷的韧性很低，可瞬间即发生灾难性破坏，因此必须改善单相陶瓷的韧性。
从材料的断裂机理分析，提高陶瓷韧性的主要途径是：在陶瓷材料中设置其他耗能机制或形成能阻碍裂纹扩展的机制。
引入增强相是改善陶瓷韧性的有效途径，为此材料研究者提出了陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites，CMCs）的概念。
CMCs是在陶瓷基体中通过引入第二相来提高强度和韧性的多相材料，又称多相复合陶瓷或复相陶瓷。
先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料(Continuous Fiber Reinforced Ceramic Matrix Composites，CFCC)是将耐高温的纤维植入陶瓷基体中形成的一种高性能复合材料。
由于其具有高强度和高韧性，特别是具有与普通陶瓷不同的非失效性断裂方式，使其受到世界各国的极大关注。
先进陶瓷材料的制备及其性能研究
先进陶瓷材料的制备及其性能研究先进陶瓷材料指的是具有特殊性能和广泛应用领域的陶瓷材料。
它们通常具有优异的热、电、磁、光、化学和力学性能，常用于高温、高压、耐腐蚀等极端环境下的应用。
为了制备先进陶瓷材料，人们必须进行深入的研究，包括制备工艺、材料性能以及应用等方面。
首先，制备先进陶瓷材料需要考虑材料的原料选择和制备方法。
常见的先进陶瓷材料包括氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、复合陶瓷等。
不同的材料需要选择不同的原料，并进行粉末制备、成型和烧结等工艺。
在粉末制备中，可以使用化学合成、溶胶-凝胶法、高能球磨等方法得到所需的粉末。
在成型工艺中，可以采用压制、注射成型、陶瓷喷雾、激光烧结等方法制备所需形状的陶瓷。
最后，通过烧结工艺将粉末颗粒烧结成致密的陶瓷坯体。
这些制备工艺的优化，能够有效改善材料的致密性、晶粒尺寸和相组成，从而提高材料的性能。
其次，先进陶瓷材料的性能研究是制备过程中的关键环节。
在性能研究中，常用的测试方法包括物理性能测试、力学性能测试、化学性能测试等。
物理性能测试包括热膨胀系数、热导率、比热容等参量的测定，以评价材料的热性能。
力学性能测试包括硬度、弹性模量、断裂韧性等指标的测定，以评估材料的力学性能。
化学性能测试包括耐腐蚀性、氧化性等指标的测定，以评估材料的耐化学性能。
通过这些性能测试，人们能够深入了解材料的物理、力学和化学性能，为应用提供基础数据。
最后，先进陶瓷材料的研究也需要考虑其应用领域和发展方向。
先进陶瓷材料广泛应用于电子、医疗、航空航天、能源等领域。
例如，氧化铝陶瓷常用于高温炉膛，因其具有优异的耐高温性能和耐腐蚀性能。
铝氮化陶瓷则因其高硬度和高绝缘性能，被广泛应用于切割工具和电子组件。
此外，先进陶瓷材料的发展方向包括提高材料的力学性能、优化材料的微观结构和组织，以及开发新型功能陶瓷材料等。
综上所述，先进陶瓷材料的制备及其性能研究是一个复杂而广泛的领域。
通过对原料选择、制备工艺的研究，可以制备具有良好性能的先进陶瓷材料。
HfC陶瓷涂层的制备与性能分析
件 下 ， 的硬度 也较 高ｎ ． 内曾经 有人用 化 学气 相 它 ］国
沉积 （ ＶＤ） Ｃ 的方 法 在碳 基 体 上制 成 了 Ｔ Ｃ涂层 ［ ， ａ ２ ］
也有人 将 Ｔ Ｃ和 Ｚ Ｃ粉末 颗 粒 加人 到 Ｗ 基材 料 中 ｉ ｒ
来提高 ｗ 基材 料 的耐 烧 蚀性 能 ［ ， 用 等离 子 喷 ３ 但 ］ 涂 的方 法 制 备 Ｈｆ Ｃ涂 层 ， 内 尚未 见 相 关 文 献 报 国
１ 试
验
１ １ 试验设 备 和材料 ． 本 试验是 在不 锈 钢 试 样 上 进 行 等离 子 喷涂 ， 喷 涂不锈 钢试样 的 大小为 ４ ｎ ｘ４ ０ｍｉ ０ｍｍＸ ５ｍｍ． 喷
表 １ 喷 涂 工 艺参 数
Ｔａｂｅ １ Ｐａ ａ ｅｅ ｓ ｏ ａ ｍ ａ ｓ ｒ ｙ ｌ ｒ ｍ ｔｒ ｆｐｌｓ ｐ ａ
随着航 天 技 术 的发 展 ， 们 对 材 料 的 耐烧 蚀 性 人
涂设 备 为 Ｍｅｃ ＭＢ 等 离 子 喷 涂 设 备． Ｐ ｉｐ ｔｏ ９ 用 ｈｌ ｓ ｉ
ＡＰ －７ ０Ｘ射线 衍射 仪 和 Ｊ ＯＬＪ Ｅ ６ ６ Ｄ １ ０ Ｅ —Ｓ －４ ０型 扫描
能提出 了更 高 的要求 ． 化物 陶瓷熔 点 高 、 械性 能 碳 机
度约 ５ ｍ， 层 较 为 致 密 ， 也 有 少 量 的 小气 孔 存 ０ｆ 涂 但
在． 涂层 冷 却 的 过 程 中 ． 小 片 的 Ｈｆ 在 有 ｃ涂 层 出 现 裂 纹 ， 后 崩裂 脱 落 ， 图 ５ 这 应 该 是 基 体 金 属 与 涂 层 随 见 ． 热 路胀 系 数 不 匹配 造 成 的．
中 Ｈ忙 无 相 变．从 图 ３ Ｈｆ 粉 末 的 扫 描 电镜 照 片 来 Ｃ 看 ． 末 的颗 粒 大 小 并 不 是 很 均 匀 ． 径 分 布 在 ｌ ～ 粉 粒 ０ ３ ｎ 从 图 ４涂 层 的扫 描 电镜 照 片 来看 ， Ｃ涂 屡 厚 ０Ｈ Ｈｆ
HfC前驱体的合成及其裂解行为研究
HfC前驱体的合成及其裂解行为研究张程;龚俊捷;董志军;孟剑;周思成;袁观明;李轩科【摘要】以HfCl4、乙酰丙酮、无水甲醇、对苯二酚为原料,采用一锅法合成了HfC陶瓷前驱体,通过前驱体裂解制备得到了HfC陶瓷粉体.采用XRD、FTIR、SEM/EDS、TEM、SAED等分析手段对裂解产物的组成、形貌和微观结构进行了分析和表征,利用TG-DSC和TG-MS对前驱体的裂解行为进行了研究.结果表明:HfC前驱体在600℃左右开始陶瓷化,在1300℃左右开始形成HfC陶瓷相,在1500℃及以上完全转化为HfC陶瓷及自由碳.HfC陶瓷相具有单晶结构,颗粒粒径在50~100nm之间.HfC陶瓷相的形成基于前驱体在低温段裂解形成的HfO2的碳热还原反应,裂解过程中形成的自由碳抑制了HfC晶体的生长.%Hafnium carbide ceramic powders were prepared by pyrolysis of a novel precursor, which was synthe-sized via one pot method using hafnium tetrachloride,acetylacetone,methanol,and hydroquinone as raw materials. The composition, morphology and microstructure of the pyrolysis products were characterized by XRD, FTIR, SEM/EDS, TEM, and SAED. The pyrolysis behavior of the obtained HfC precursor was investigated by TG-DSC and TG-MS. The results show that the ceramization of the HfC precursor starts at about 600℃, and the formation of HfC ceramics is initiated at about 1300℃. At temperature above 1500℃, the precursor completely transforms into HfC ceramics and free carbon. The as-obtained HfC phase has a single crystal structure and the size of the HfC par-ticles ranges from 50 to 100 nm. Formation of the HfC ceramics can be attributed to the carbothermal reduction re-action of the HfO2, which isproduced by pyrolysis of the precursor at a relative low temperature. The growth of the HfC crystals is retarded by free carbon formed during pyrolysis of the precursor.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2017(032)010【总页数】7页(P1095-1101)【关键词】HfC;前驱体;裂解行为;碳热还原反应【作者】张程;龚俊捷;董志军;孟剑;周思成;袁观明;李轩科【作者单位】武汉科技大学, 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 武汉430081;武汉科技大学, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 430081;武汉科技大学, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 430081;武汉科技大学, 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 武汉 430081;武汉科技大学, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 430081;武汉科技大学, 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 武汉 430081;武汉科技大学, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 430081;武汉科技大学, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉430081;武汉科技大学, 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 武汉 430081;武汉科技大学, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 430081;武汉科技大学, 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 武汉 430081;武汉科技大学, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 430081;湖南大学材料科学与工程学院, 长沙410082【正文语种】中文【中图分类】TB332HfC陶瓷属于过渡金属碳化物, 具有类似NaCl的面心立方结构, 其组成为HfC0.59到HfC1.0的非化学计量比化合物[1]。
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Material Sciences 材料科学, 2017, 7(8), 716-724Published Online November 2017 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2017.78094Preparation and Properties of HfC Ceramic PrecursorLiyan Zhang, Xiaozhou Wang, Yifei WangScience and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory, National University ofDefense Technology, Changsha HunanReceived: Nov. 5th, 2017; accepted: Nov. 19th, 2017; published: Nov. 27th, 2017AbstractAs an important ultra-high temperature ceramics (UHTCs), HfC ceramics have been considered to be one of the most promising materials for the application in aerospace. A precursor for HfC ce-ramic was prepared by using hafnium tetrachloride, methanol, acetylacetone, and 1,4-butanediol as raw materials. The composition, structure and pyrolysis process of the obtained precursor was investigated by elemental analysis, Fourier transform infrared (FTIR), XPS and TG-MS. The results show that, the precursor mainly contains Hf, C, O, Cl, with a linear structure of Hf-O-C. The compo-sition, structure and properties of the pyrolysis products were analyzed by elemental analysis, XRD and SEM. It is found that hafnia still remain in the products after being treated at 1600˚C in argon. In addition, the carbothermal reduction had started at 1200˚C, and only HfC existed after the heat treatment of 1600˚C in vacuum.KeywordsHfC, Ultra-High-Temperature, Precursor, CeramicHfC陶瓷先驱体的制备及其性能研究张丽艳，王小宙，王亦菲国防科技大学，航天科学与工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室，湖南长沙收稿日期：2017年11月5日；录用日期：2017年11月19日；发布日期：2017年11月27日摘要HfC陶瓷具有优异的耐超高温性能，在航空航天领域具有广阔的应用前景。
本文以四氯化铪、乙酰丙酮、甲醇、1,4-丁二醇为原料合成了HfC陶瓷先驱体。
采用元素分析、红外光谱、XPS、TG-MS等对先驱体的张丽艳等组成、结构及无机化过程进行了表征。
结果表明：先驱体主要含有Hf、C、O、Cl元素，铪与碳以Hf-O-C 键的形式相连。
在无机化过程中部分碳链断裂，有大量的小分子逸出。
另外采用元素分析、XRD、SEM 等对陶瓷产物的组成、结构与性能进行了表征。
结果表明：Ar气氛下1600℃处理后产物仍存在氧化铪相，真空条件下1200℃碳热还原发生，1600℃热处理后只有碳化铪陶瓷相。
关键词HfC，超高温，先驱体，陶瓷Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言C/C复合材料惰性气氛下性能优良，但耐氧化性能较差，C/SiC复合材料具有密度低，抗氧化，机械性能优异等特点，但是最高使用温度不超过2000℃[1][2]。
因此能在2000℃以上应用的耐超高温材料引起了研究者的兴趣。
如TiB2、ZrB2、TaB2、HfB2、TiC、TaC、ZrC、NbC和HfC等。
其中，HfC熔点为3890℃，具有高硬度、高热导率、高导电率、膨胀系数等优异性能，高温下其氧化物HfO2具有高的粘度，能形成致密的保护层[3][4][5]，具有良好的高温抗氧化性能，是耐超高温材料研究的一个重要方向。
HfC的制备工艺主要有化学气相沉积法[6]、化学气相浸渍法、等离子喷涂法、液相先驱体转化法。
液相先驱体法制备HfC陶瓷具有工艺周期短、合成温度低、设备简单、所得的HfC陶瓷粒径小，而且该方法可通过对先驱体进行分子设计，制备出所需组成和结构的单相或多相陶瓷颗粒改性的复合材料，从而大幅地提高材料的抗氧化和抗烧蚀性能[7]。
因而，先驱体法是一种极具潜力的制备方法[8]。
国内关于先驱体转化法制备HfC陶瓷材料的报道相对较少。
Michael等[9]采用乙酰丙酮对铪的醇盐进行部分配位取代，再加入碳源，在一定的温度及PH的条件下实现铪酸酯的可控水解，制备了液相HfC先驱体聚铪氧烷。
该方法可以在1500℃完成碳热还原，但合成需加入外加碳源且陶瓷碳含量较高。
Cai等[10]用聚乙酰丙酮铪，酚醛树脂，硼酸，聚硅烷等制备得到HfB2/HfC/SiC/先驱体，经1500℃热解得到HfB2/HfC/SiC/C 复相陶瓷，该方法中聚乙酰丙酮铪只提供了铪源需加酚醛树脂提供碳源。
Lu [11]等采用液相前驱体转化和等离子体活化烧结(PAS)相结合的方法合成了超细碳化铪粉。
Cheng等[12]用HfCl4与双氰胺，二甲基甲酰胺，合成了HfC(N)陶瓷先驱体，经1500℃烧结得到HfC(N)陶瓷，陶瓷产率为44.6 wt%，但是该路线合成工艺较苛刻，成本较高。
综上，相对于传统方法，先驱体转化法实现了更低的温度烧结得到碳化铪陶瓷。
但同时也存在合成过程条件要求较高，不易控制，制备成本较高以及陶瓷产物碳含量较高等问题，碳含量高不利于材料的高温抗氧化性能。
本文以四氯化铪、乙酰丙酮、甲醇、1,4-丁二醇为原料合成了HfC陶瓷先驱体，对其组成、结构进行了表征。
随后将先驱体经热解转化制备了HfC陶瓷，研究了陶瓷产物的组成、结构与性能。
该先驱体具有制备工艺简单、适合批量生产、成本较低的优点，在聚合物浸渍热解工艺制备超高温陶瓷基复合材料上有很好的应用前景。
2. 实验方法2.1. 实验原料氯化铪(HfCl4)，纯度≥ 98%，百灵威科技有限公司。
乙酰丙酮(C5H8O2) (Hacac)，天津市科密欧化学张丽艳等试剂有限公司，纯度≥ 99.5%。
甲醇(CH3OH)，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。
1,4-丁二醇(C4H8O2)，纯度≥ 98%，梯希爱(上海)化成工业有限公司。
二甲苯(C8H10)纯度≥ 99.0%，国药集团化学试剂有限公司。
四氢呋喃(C4H8O)纯度≥ 99.0%，国药集团化学试剂有限公司。
2.2. HfC先驱体的合成将32 g (0.1 mol)的HfCl4和12 g (0.24 mol)乙酰丙酮加入反应瓶中，室温反应1 h。
再加入60 mL (过量)的甲醇(溶剂)，反应两小时后再滴加4.5 g (0.1 mol)的1,4-丁二醇，加热到60℃回流2 h得到红褐色液态HfC先驱体溶液，再对先驱体溶液进行70℃真空干燥得到深褐色HfC先驱体固体PHCO。
2.3. HfC陶瓷的制备将固体先驱体PHCO在Ar气氛下，以10℃/min的速率升温至1000℃得到热解后的陶瓷PHCO-1000，再将PHCO-1000在氩气气氛或抽真空条件下以10℃/min的速率分别升温至1200℃，1400℃，1600℃，保温1 h，得到氩气气氛下不同温度热处理的陶瓷产物：PHCO-1200，PHCO-1400和PHCO-1600，以及真空条件下热处理的陶瓷产物：PHCO-1200-V，PHCO-1400-V和PHCO-1600-V。
2.4. 测试与表征先驱体的红外光谱采用PerkinElmer公司的Spectrum Frontier红外光谱仪进行测量，采用溴化钾(KBr)压片法制样，测量范围400~4000 cm−1。
XPS采用Thermo SCIENTIFIC ESCALAB 250Xi光电子能谱仪测得样品的XPS能谱，X射线源为Al Kα线(1361 eV)，仪器分辨率为0.6 eV。
先驱体的TG-MS联用其中TGA采用法国塞塔拉姆仪器公司生产的SETARAM SETSYS Evolution 16/18型同步热分析仪进行测定。
测试在Ar气氛保护下进行，温度范围为室温~1500℃，升温速率为10℃/min，TGA的分辨率为0.03 μg。
先驱体热解产物的XRD分析采用德国Bruker AXS公司D8Advance型X-射线衍射仪测量，管电压40 KV，Cu靶(λ= 0.154 nm)，测量范围2θ= 10˚~90˚。
采用EMIA-320V2型碳硫分析仪测量C元素含量，采用EMGA-820型氧氮分析仪测量O元素含量。
ICP-AES法测定先驱体中Hf元素含量。
样品的微观形貌采用美国FEI Quanta 200型扫描电子显微镜进行表征。
3. 结果与讨论3.1. 先驱体的组成与无机化过程分析氯化铪性质非常活泼，将乙酰丙酮与HfCl4混合后马上发生反应，乙酰丙酮置换掉部分氯，通过氧与铪相连。
再加入甲醇，甲醇一方面做为溶剂同时也参与反应。
再加入丁二醇，两个醇羟基同样以氧与铪相连，最后得到先驱体PHCO，乙酰丙酮以螯合方式与铪配位，丁二醇两羟基首尾分别与两个铪相连。
先驱体易溶于甲醇，正丁醇，四氢呋喃等溶剂中。