先驱体转化陶瓷.docx

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先驱体转化陶瓷

摘要

本文选用国内市场已经商品化的廉价易得含氢聚硅氧烷（HPSO）和二乙烯基苯（DVB）为原料，研究了HPSO-DVB体系的交联与裂解行为，以及聚硅氧烷转化制备陶瓷基复合材料的工艺以及材料的结构与性能进行了系统研究。

研究表明HPSO-DVB在氯铂酸的催化作用下才能有效交联固化；各组分的重量比例和温度是影响交联程度和陶瓷产率的关键因素。

运用红外光谱、热分析、拉曼光谱、X射线衍射对交联和裂解的产物及过程进行了表征。

结果表明，HPSO：

DVB为2:

1时，交联温度为120℃时，得到的交联体外观较好，为无色透明固体，符合成型需要，且陶瓷产率较高，为74.6％，是制备SiOC陶瓷基复合材料的合适先驱体。

裂解产物由Si、O、C元素组成，其中O全部与Si结合，C一部分与Si结合，另一部分以自由碳形式存在；裂解得到的陶瓷体为非晶态。

关键词：

聚硅氧烷，陶瓷，先驱体，交联，裂解

Abstract

Thisselectionofthedomesticmarkethasbeenthecommercializationofcheapandeasytogethydrogenpolysiloxane（HPSO）anddivinylbenzene（DVB）asarawmaterial,thecross-linkingandcrackingbehaviorHPSO-DVBsystem,aswellastheconversionofpolysiloxanePreparationofceramic-basedtechnologyaswellasthestructureandpropertiesofcompositematerialshasbeensystematicallystudied.StudiesshowthatHPSO-DVBinchloroplatinicacidcatalysiscaneffectivelycrosslinking;eachcomponentweightratioandtemperaturearethekeyfactorsaffectingthedegreeofcrosslinkingandceramicyield.

Theuseofinfraredspectroscopy,thermalanalysis,Ramanspectroscopy,x-raydiffractiontocrosslinkingandpyrolysisproductsandprocesseswerecharacterized.Theresultsshowedthat,HPSO:

DVB2:

1,crosslinkingtemperatureof120℃,theresultingappearanceispreferablycrosslinkedasacolorlesstransparenthardsolidmoldingrequirescompliance,andhighceramicyield,74.6%,isthepreparationofSiOCceramicmatrixcompositessuitableprecursor;cleavedproductfromSi,O,Cofelements,allofwhichincombinationwithOSi,CandSiinpart,toanotherpartoftheformofthefreecarbon;cleavedresultingceramicbodyamorphous.

KeyWords:

Polysiloxane，Ceramics，Precursor，Curing，Pyrolysis

1绪论

纵观人类历史，材料的发展可以被誉为人类文明进步的里程碑。

陶瓷是人类最早利用自然界提供的原料所制造的材料现在，随着组成结构、制备技术和应用性能等的不断进步，在过去的十年，陶瓷在高温领域替代了金属，但是它过高的处理成本使得工业比较难接受。

近些年，材料科学家为研究和发展可供替代的技术来制备陶瓷做出了巨大的贡献，利用廉价的原料使其适合大量生产，继而通过近净尺寸成型来减少处理过程中的成本，为材料领域的研究和发展开辟了新的道路，在传统陶瓷的基础上发展了新一代陶瓷，即先进陶瓷。

先进陶瓷材料具有高强度、高硬度、抗腐蚀、低密度、耐高温、耐辐射等优异的性能以及特殊的电、磁、热、光、声等的功能效应，在航天、国防、电子、航空、医学、核能等高科技领域和机械、冶金、化工等的工业领域均具有广阔的应用前景。

其中，陶瓷先驱体转化是制备陶瓷的一种独特工艺。

目前，在制备陶瓷纤维、陶瓷基复合材料、陶瓷涂层、纳米复相陶瓷、超细陶瓷微粉等方面已取得了重大成果。

通过先驱体分子的设计或者添加第二相物质来改善陶瓷的性能是该工艺的一个优势。

由于前驱体合成陶瓷可在分子尺度上对陶瓷组分进行设计、无添加剂、可在较低温度下进行成型和热解工艺等过程特征，形成的陶瓷具有单相、高纯和非晶结构，即可形成不同物理形态的陶瓷材料，包括陶瓷纤维、陶瓷粉、和陶瓷体等。

同时，形成的材料具有较好的高温特性和抗氧化性能。

因此，用前驱体途径制备高温结构陶瓷、复杂形状陶瓷件、微小陶瓷件、复合材料和功能器件方面具有重要的应用前景。

先驱体转化法制备陶瓷工艺正是根据陶瓷基复合材料（CMC）发展的需要而产生和发展的。

1.1先驱体转化陶瓷工艺概述

所谓先驱体转化陶瓷（CeramicProductsviaPreceramicPolymerPyrolysis）是通过化学方法制得可经热处理转化为陶瓷材料的聚合物，它们在一定温度范围内发生裂解可以转化为先驱体陶瓷（PreceramicPolymer）。

先驱体聚合物通过分子设计控制先驱体的组成和微观结构，其存在的化学反应活性基团发生交联。

交联后烧结的陶瓷产率比较高。

利用该技术具有的加工简单、先驱体易于分离和纯化等特点，以及该技术还同时具有有机高分子和陶瓷两类材料的优点，使传统陶瓷工艺发生了革命性的改变。

陶瓷先驱体可以是无机聚合物，也可以是有机聚合物，陶瓷先驱体的存在形式可以是气态、液态或固态，同时，陶瓷先驱体也可用于化学气相沉积（CVD）或化学气相渗透（CVI）工艺、溶胶-凝胶技术和聚合物浸渍-裂解法（polymerin-filtrationandpyrolysis，Pm）等生产工艺。

先驱体的分子结构和化学组成直接决定陶瓷材料的结构、组成和性能，通过有机合成可以有效控制先驱体的分子结构，进而实现对陶瓷材料的分子设计。

不同的先驱体可获得不同的陶瓷材料，Seyferth等[1]提出了陶瓷先驱体的选择有以下原则：

（1）单体容易获得且价格低廉；

（2）合成工艺简单,产率高；（3）聚合物为液体，或可以溶解在有机溶剂中，或可以熔融；（4）聚合物在室温下可以稳定存在；（5）裂解过程中逸出气体少，陶瓷产率高。

结合工艺的要求，胡海峰从合成路线和成本、工艺性能、陶瓷产率、交联性能、陶瓷先驱体的裂解产物组成和结构等几个方面提出了先驱体转化法制备陶瓷的的关键指标[23]。

因此，可以得出制备陶瓷基体的有机聚合物先驱体应具备如下的理化性能：

（1）三低：

低粘度、低温交联、低收缩；

（2）二无：

无杂质、无发泡；（3）一高：

陶瓷产率高。

根据以上原则以及结合制备工艺以和对产物的要求，好的先驱体还应具备以下优点：

（1）较好的流变性；

（2）含有一定的活性基团如（Si-H、C=C、碳碳三键等），适宜先驱体的交联；（3）先驱体结构近似最终陶瓷组成，裂解后基本无杂质；（4）较高的密度；（5）具有裂解产物微观结构的可控性和可选择性等。

在先驱体转化陶瓷的研究中，硅基陶瓷是最主要的研究对象。

现阶段可供利用的性能较好和应用较多的有机硅聚合物先驱体主要有：

聚硅氮烷、聚硅氧烷、聚硼硅氯烷、聚碳硅烷、聚硅烷等。

虽然先驱体转化法制备陶瓷具有众多优点，但该工艺仍存在一些不足，主要表现为先驱体在裂解过程中会有小分子逸出，且先驱体的密度会有明显变化，（裂解前的密度一般为1.0g/cm3左右，转化为陶瓷之后密度一般为3.2g/cm3左右），从而产生较大体积收缩。

一次性烧成的陶瓷材料由于裂解过程中小分子的逸出和体积的收缩致使其气孔率较高，密度较小、强度较低。

为了提高陶瓷材料的密度与强度需经反复浸渍和裂解先驱体，因而制备周期比较长。

1.2先驱体陶瓷的发展历史及研究背景

1.2.1先驱体陶瓷的发展历史

早在上个世纪七十年代，Aylett，Dantrell和Popper[2]等就提出了利用无机聚合物合成陶瓷先驱体。

然而，直到20世纪70年代初，由于宇航、核能等高科技领域加强了对新材料的迫切需求，由无机和有机聚合物裂解制备陶瓷的研究才开始活跃起来。

早期进行先驱体陶瓷开拓性研究主要是法国的Verbee[3]和日本的Yajima[4]。

Verbeek于1973年、1974年申请了采用先驱体制备陶瓷纤维的专利。

1976年，日本的Yajima利用有机高分子先驱体聚碳硅烷成功制备出了Si-C-O陶瓷纤维。

该纤维伸具抗酸碱腐蚀和抗高温氧化的优异性能。

该技术的成功极大地推动了先驱体陶瓷技术的发展。

不仅从事相关研究的单位逐渐增多，而且研究的范围也扩展到了制备陶瓷基复合材料、陶瓷涂层、超细陶瓷微粉、陶瓷成型粘接剂及泡沫陶瓷等各个方面。

1992年起，美国道康宁公司开展了利用聚合物浸渍/裂解（PIP）工艺制备可工业化应用的CMCs的技术研究。

美国的Interrante等[5]自主开发了烯丙基氢化聚碳硅烷（AHPCS）新型陶瓷先驱体，后又发展了树脂传递模塑加裂解（RTMP）新工艺，为美国国家航空航天局（NASA）提供了新型陶瓷先驱体和技术，先驱体陶瓷技术的发展迅速走向成熟。

法国的Greil针对先驱体陶瓷技术中存在的裂解过程体积收缩等问题最早提出在先驱体中引入活性填料的思想，从而达到控制先驱体裂解过程收缩和降低气孔的目的。

从20世纪末到21世纪初，先驱体陶瓷的各种优异性能使得其在航天领域迅速得到广泛应用，德国的EADS-Astrium公司采用先驱体PIP工艺制备的Cf/SiC喷管扩张段应用于Ariane5号火箭的推进系统，其使用的最高温度可达2300K。

美国的FiberMate-rials公司采用PIP工艺制备出固体导弹姿轨控火箭发动机应用于Cf/SiC复合材料推力室。

德国戴姆勒·克莱斯勒宇航（DASA）公司利用缠绕成型和PIP技术制备Cf/SiC复合材料防热构件，已用作可重复使用飞行器的防热构件。

但是，国内关于先驱体陶瓷的研究报道很少。

20世纪80年代初，国防科学技术大学才最先开始先驱体法制备SiC纤维的研究。

80年代后期，在陶瓷先驱体的分子设计与合成、PIP工艺陶瓷基复合材料与构件的制备技术和应用等领域取得巨大突破。

21世纪初，PIP工艺陶瓷基复合材料在航天、航空等领域得到广泛应用。

1.2.2先驱体陶瓷的研究背景

有机硅烷先驱体一般是以Si-C、Si-O和Si-N键为主要骨架，以烃基或芳香基等基团为侧基的有机聚合物，如有机硅氮烷、硅氧烷、硅碳烷等。

先驱体陶瓷的制备工艺流程如图1-1所示。

一般在真空和惰性气体（N2、Ar）等气氛中高温热解这些含硅聚合物来制备含硅陶瓷，由于聚碳硅烷（PCS）、聚硅氮烷（PSZ）等原料成本较高，而且还不能大批量供应，从而限制了其利用先驱体法制备陶瓷材料的广泛应用。

然而，聚硅氧烷（PSO）与其它高分子材料相比，聚硅氧烷中Si-O键的键能（450KJ/mol）远大于C-C键能（3KJ/mol）和C-O键能（351KJ/mol）。

因此，有机硅产品具有优良的耐温特性、介电性、耐候性、生理惰性和低表面张力等性能，在涂料、耐高温树脂和胶粘剂等领域得到了广泛的应用。

而且价格低廉易得，对空气和水都不敏感，在氮气，氩气等惰性气氛中热解得到的Si-O-C陶瓷具有优秀的力学、化学和高温稳定性，并可以在800℃～1200℃下长期使用，是低成本制造高性能陶瓷材料的理想先驱体。

在NH3气氛中裂解则可以得到性能优异的Si-O-N陶瓷，但是性价比较高。

由于聚硅氧烷在成本上的巨大优势，使得其赢得了众多陶瓷研究者们的普遍青睐，被认为是低成本制造在800～1200℃下使用的最佳先驱体陶瓷材料。

美国国防先进研究计划局已将有关PSO转化制备陶瓷材料的研究列为低成本陶瓷复合材料的研究内容。

因此，利用聚硅氧烷合成Si-O-C陶瓷先驱体是目前合成方法最为活跃、

交联

成型

应用最为广泛的陶瓷先驱体之一。

裂解

裂解

图1-1先驱体陶瓷的制备工艺流程图

近几年来，随着先驱体转化法制备陶瓷材料成为研究热点，先驱体陶瓷技术不仅将会在在航天领域和高性能武器系统方面的需求进行深入发展，而且在民用上也有厂阔的前景，如汽轮机静于和热交换器等部件、化工用泵的部件、陶瓷轴承等。

其主要的研究趋势：

（1）新型陶瓷先驱体的分子设计和合成技术研究；

（2）功能-结构一体化材料的设计和实现；（3）创新工艺，改善结构，提高性能；（4）采用光刻技术制备先驱体陶瓷微小器件的研究；（5）先驱体陶瓷工程应用相关技术的研究。

随着前驱体的品种的增加、性能的提高和工艺的改进，适应各种不同用途的先驱体转化陶瓷必将不断涌现。

1.3聚硅氧烷作为陶瓷前驱体制备陶瓷材料的研究情况

1.3.1 制备陶瓷薄膜

由先驱体转化法制备的陶瓷薄膜具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、光致发光、半导电性和高硬度等许多的性质，可广泛应用于材料表面领域。

运用在在军事上，可以提高雷达对电磁波的吸收率，使隐身技术得以更大发展；运用在在航天工业中，卫星所用的温控涂层就是将陶瓷涂层加涂在卫星表面或体内，以此来达到有效地控制卫星在太空中运行的目的。

此外，利用其优良的电学和磁学性能，在半导体器件中，特别是大规模集成电路的生产制作中也发挥着越来越大的作用，如互连器、发光二极管等用的具有光电效应薄膜。

但是由于先驱体转化法制备陶瓷薄膜属于液相法范畴，存在体积收缩，采用普通的热裂解转化法很难得到致密的陶瓷薄膜。

离子束辐射法[6]是将聚硅氧烷先驱体转化成为Si-O-C陶瓷薄膜。

此方法制备陶瓷薄膜具有更多的C原子聚集成簇，形成的四面体结构与金刚石相类似，使其具有特殊的性质。

目前，通过先驱体转化法已制备出SiC[7]、Si-N-O、SiO2[8]、Ti-Si-C-N和BN[9]等薄膜。

1.3.2 制备陶瓷基复合材料

先驱体转化法在制备陶瓷纤维中获得成功后，法国、美国、德国、日本、英国等国积极开展先驱体制备高温热材料的研究。

在陶瓷基复合材料的研制工

作中，聚硅氧烷一般用作Si-O-C陶瓷基体的液态先驱体，用来浸渍碳纤维或碳化硅纤维，交联固化成型后经高温裂解转化为陶瓷基体。

经多次（3—6次）浸渍后，固化裂解备出碳纤维三维编织物增强Si-O-C陶瓷基复合材料[10]。

该工艺又被称为先驱体浸渍（precursorinfiltrationandpyrolysis，PIP）。

PIP工艺制备陶瓷基复合材料的工艺如图1-2所示。

所制备的陶瓷基复合材料弯曲强度可以超过300MPa，断裂韧性约为9.38MPa·m1/2。

另外，在聚硅氧烷先驱体中加入适量的吸收剂和惰性填料，则可制备出SiCf/Si-O-C陶瓷基复合材料，其具有较高的强度与优良的耐高温性能，而且在低频段对雷达波吸收率比较高。

先驱气体浸渍

先驱体交联

热解陶瓷化

反复浸渍-交联

图1-2PIP工艺陶瓷基复合材料的制备工艺流程

1.3.3 制备连接陶瓷材料

利用聚硅氧烷/二乙烯基苯溶液，经真空-加压后浸渍交联/裂解等一系列过程对Cf/SiC复合材料进行处理，由于聚硅氧烷先驱体的有机溶液具有良好的流动性，可以填封复合材料中存在的微孔，能够有效增加材料的致密度，因此可用于陶瓷材料的连接；同时可以明显提高其短时间抗氧化性能，且不对其强度造成损伤；此外处理过的复合材料可用于制造航天领域在高温氧化环境中短时间工作的部件（如火箭发动机喷管等）。

另外，用聚硅氧烷先驱体热解得到的Si-O-C陶瓷连接二维或三维的SiC/SiCf复合材料[11]，得到的复合材料无残余应力且具有良好的热力学稳定性和低的中子活化截面。

但连接之前需要对二维或三维的SiC/SiCf复合材料的表面进行磨削处理。

1.3.4 制备多孔陶瓷材料

有机先驱体热解法制备多孔陶瓷材料是近些年来发展起来一种的新方法。

由于先驱体转化法制备陶瓷材料不仅在裂解过程中会有大量气体逸出，导致产物内部具有很多气孔，而且先驱体在裂解过程中伴有失重和密度增大。

这两个原因使得生坯发生较大的体积收缩且在陶瓷烧成体中留下大量的孔隙，为制备多孔材料提供了有利的条件。

利用有机先驱体制备多孔陶瓷材料方式主要有两种：

（1）一种利用有机液态先驱体浸渍预先制备好的多孔陶瓷骨架，交联固化后除去多孔陶瓷骨架，再经过热解制备可得大块多孔陶瓷[12]；

（2）另外一种是预先在先驱体中加入发泡剂，利用发泡剂发泡获得泡沫先驱体，然后经交联热解后得到多孔陶瓷[13]。

先驱体转化法制备多孔陶瓷材料较传统制备方法相比工艺比较简单，且能够控制陶瓷的成分和结构，同时还可以在先驱体中添加填料来改善多孔陶瓷材料的一些性能。

由先驱体转化法制备的多孔陶瓷具有低密度、低热导率、较好的抗氧化性和较高的比面积、比强度和比刚度，同时还具有良好的抗化学腐蚀和抗热震性等优异性能。

可以在冶金、高温绝缘、石化、化工、燃烧技术、生物医学等领域广泛应用。

目前，利用不同先驱体裂解已成功制备出Si3N4/SiC[14]、SiC、Si3N4和Si-O-C等多种多孔陶瓷。

1.4聚硅氧烷的交联与热解

聚硅氧烷有三种形态：

硅油、硅树脂、硅橡胶。

硅油是一种在室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品。

它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初缩聚环体，环体经裂解、精馏等工序制得低环体，然后把环体、封头剂、催化剂放在一起调聚就可获得各种不同聚合度的混合物，经减压蒸馏除去低沸物得到。

硅树脂是一种具有高度交联结构的热固性聚硅氧烷聚合物，分子量通常为2000～4000，主要以Si-O-Si为主链，侧链则通过硅原子与其它各种有机基团相连的半无机聚合物，兼具有机树脂及无机材料的双重特性。

通常是利用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的等各种混合物，溶于有机溶剂（甲苯）在较低温度下在水中进行分解后得到酸性水解物。

初始的水解产物是线型的、环状的和交联聚合物的混合物，还含有相当多的羟基。

经水洗除去水解物中的酸，中性的初缩聚体在加热或者有催化剂存在下发生缩聚，可进一步转变成三维结构的不溶不熔的热固性树脂，最后形成高度交联的立体网络结构。

硅橡胶是具有线形结构的高分子量的聚有机硅氧烷。

它是一种高活性吸附材料，属于非晶态物质，一般都是经过硫化后的产物，其化学分子式一般为mSiO2·nH2O。

不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何其他物质发生反应。

但是，硅橡胶分子交联度太高，结构难以加工，不适合做陶瓷前驱体。

先驱体转化法制备各陶瓷基复合材料时，为了使先驱体在后续工艺过程中不在高温下熔化而导致坯体变形，首先要在低温下交联固化成不溶不熔的网络结构，以方便成型。

由于交联程度的高低会直接影响先驱体的陶瓷产率，因此，研究先驱体的交联是先驱体转化制备复合材料的关键和基础。

从交联机理来看，聚硅氧烷的交联方式主要有：

化学交联、热交联、紫外光固化交联。

其主要是借助于活性基团间的反应来进行的，即Si-OH与Si-OH之间的缩合反应和Si-H和C=C之间的硅氢加成反应。

水解缩聚反应则是聚硅氧烷在酸性或者碱性条件下水解之后，依靠Si-OH之间的缩合得到Si-O-Si键，但是反应过程中会有水产生，使得其在交联、干燥过程中会发生收缩。

硅氢加成反应中其主要作用的是Si-H键，因为其比较活波和易保存，而且在少量催化剂作用下，在室温或稍高于室温的温度下，能够与不饱和的碳碳双键和碳碳三键进行加成反应，生成的Si-C键水解稳定性较好，且反应基本上不产生副产物，在交联、干燥过程中不会发生收缩。

制备工艺较水解缩聚反应相比大大简化。

研究陶瓷先驱体的热解转化机理有利于控制转化条件，制备出性能更优异的陶瓷材料。

目前陶瓷前驱体热解制备陶瓷的热解方法主要采用真空和惰性气体（N2、Ar）等在气氛保护下进行热解。

根据前驱体的种类不同，热解条件也不同，热解过程也就不同，但是热解过程都可以归结为以下三个阶段[15]：

（1）未交联的小分子逸出，根据前驱体种类的不同，此温度阶段也不同，但一般发生在400℃以下；

（2）从交联大分子有机无机聚合物到无机结构的转变，一般发生在400-8000℃之间，这个过程是热解过程中最复杂的过程，涉及到侧链的断链，小分子的逸出，及大分子之间的断链重排等复杂的化学反应，通过红外光谱分析和核磁共振分析可以探测出在热解过程中结构的转变；（3）高温条件下的结晶化（>8000℃），在高温条件下，热解产物的化学键之间的重排反应依然进行着，在高温条件下可以从无定形态中析出晶相，使得晶相分布于无定形相之间。

1.5Si-O-C陶瓷研究现状

1.5.1Si-O-C陶瓷的结构

Si-O-C陶瓷材料是由Si、O和C以化学键相连形成的四面体结构，如图1-3所示，其中O全部和Si结合，一部分的C与Si结合，另一部分则以自由碳的形式存在。

但其中Si，O和C元素的含量并非是定值，理想的硅氧碳结构式可以表示为[SiCxO4-x]，其中x=1，2，或3时，均有可能形成Si-O-C陶瓷。

一般认为Si-O-C陶瓷材料的元素组成示意图如图1-4所示，即Si-O-C陶瓷的元素组成处于C，SiO2和SiC所组成的三角形内。

当自由碳的含量为零时，Si-O-C陶瓷材料可以看成无定形SiO2和SiC组成的混台物。

SiO2中进入的C可以取代O元素的位置，由于氧只可以键联两个化学键，而碳则可以键联四个化学键，进入的一个四价的碳代替两个二价的氧离子，增加的两个键可以增强玻璃网络的分子结构，即得到了Si-O-C网络。

不仅能够提高其高温机械性能，同时还可以提高抗

图1-3Si-O-C四面体结构

蠕变和氧化性能。

但是先驱体制备的Si-O-C陶瓷体系中往往含有较多的自由碳，具体的分布状态如图1-5所示。

然而，自由碳含量的多少主要取决于先驱体本身的性质，即与先驱体的结构、先驱体中元素的含量、侧链基团结构等都有关系。

其中，侧链基团对产物中自由碳的含量有着最主要的影响（不饱和基团产生的自由碳比饱和基团的多）。

图1-4Si-O-C陶瓷元素组成示意图

图1-5Si-O-C陶瓷无定形态结构示意图

1.5.2Si-O-C陶瓷的性能

1）Si-O-C陶瓷的抗蠕变性

通过控制和热解硅氧烷来得到SiOC陶瓷材料，当碳进入无定形的SiOC结构中有两种模型：

第一种模型是碳进入SiO2中，在1000℃时对无定形纯SiO2施加应力，可以观察到高温蠕变，当加应力去除时，最初的应力可以恢复；第二个模型假其为一个苯状的笼子，SiO2存在于自由碳网络结构之间的孔隙中，当施加外压力时，笼状结构发生变形，并诱陷SiO2玻璃相，而当加应力去除时，笼状结构能够使脱离原来位置的SiO2复原，逐渐恢复最初的笼子形态，不过恢复所需时间受到SiO2蠕变的影响。

2）Si-O-C陶瓷的热稳定性

材料的结构决定材料的性能，研究表明裂解温度对Si-O-C陶瓷材料的结构起着重要作用。

经研究[SiCxO4-x]网络是由[SiC4]、[SiC3O]、[SiC2O2]、[SiCO3]、[SiO4]等基本单元构成。

在较低温度下，Si-O-C陶瓷中含有少量的H