氮化硅改性聚酰亞胺復合涂層的耐熱蝕性能研究

司誠毅，樊小強，朱旻昊，b

(西南交通大學a.先進材料教育部重點實驗室，b.機械工程學院摩擦學研究所，四川 成都 610031)

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隨著我國重大關鍵設備的發展，對一些重工設備如鍋爐、排氣管、航天發動機等的耐熱防護提出了迫切的需求[1]。為解決相關問題，劉仲陽等[2]采用有機硅、改性有機硅、硅酮等耐高溫涂料進行保護，但此類材料在高溫下容易碳化受到侵蝕、脫落且制備涂層表面與其他樹脂相比表面粗糙，光潔度差。針對這一問題，Gouzman 等[3]嘗試應用聚酰亞胺(PI)制備涂層，發現PI 制備的涂層在保證表面質量的同時具有優異的耐高溫抗紫外效果，應用前景巨大。PI 作為一種非結晶性特種工程塑料具有優異的力學性能、耐高溫、耐輻射和化學穩定性，廣泛應用于航天、機械、化工、微電子等高科技領域[4]。PI 分子主鏈中含有酰亞胺環結構(-CO-NH-CO-)以及苯環2 種耐熱官能團，兩者之間的協同作用是其具有優異性能的主要原因[5]。高劭倫等[6]針對PI 通過數值模擬以及太空實驗結果證明其具有優異的高溫耐腐蝕氧化效果。由于關鍵設備服役環境越來越苛刻，對PI 高溫耐蝕性能提出了更高的要求，相關研究人員開始嘗試對PI 進行改進，目前常用的方法有2 種:改變分子鏈結構、加入填料形成有機無機雜化結構。改變PI 分子鏈結構雖能提升材料的部分性能，但會導致其出現黏度增加、成型工藝差、韌性差等問題；而加入填料形成有機無機雜化結構能在提升材料耐高溫性能的同時保持其他各項性能的均衡，因此制備有機無機雜化復合聚酰亞胺材料已經成為主流的研究方向[7]。……