聚合物前驅(qū)體法是一種制備高性能陶瓷和陶瓷復(fù)合材料的方法。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：可設(shè)計(jì)性強(qiáng)：可以通過(guò)對(duì)聚合物分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，精確控制陶瓷材①料的化學(xué)組成、微觀結(jié)構(gòu)和性能。例如，通過(guò)改變聚合物中不同單體的比例和排列方式，可制備出具有不同性能的碳化硅（SiC）、氮化硅（Si?N?）等陶瓷材料。②成型工藝好：利用聚合物的成型特性，如可紡性、可模塑性等，能夠制備出各種復(fù)雜形狀的陶瓷制品，如陶瓷纖維、陶瓷薄膜、陶瓷涂層和三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷等。與傳統(tǒng)的陶瓷成型方法相比，具有更高的靈活性和精度。③低溫制備：通常在相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行熱分解反應(yīng)，即可將聚合物前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為陶瓷材料，避免了傳統(tǒng)陶瓷制備方法中高溫?zé)Y(jié)過(guò)程可能帶來(lái)的晶粒長(zhǎng)大、缺陷增多等問(wèn)題，有利于制備高性能陶瓷材料。④均勻性好：聚合物前驅(qū)體在制備過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)分子水平的均勻混合，使得制備的陶瓷材料具有較為均勻的微觀結(jié)構(gòu)和成分分布，從而提高材料的性能穩(wěn)定性和可靠性。⑤可引入多種元素：容易在聚合物前驅(qū)體中引入各種功能性元素，如金屬元素、稀土元素等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)陶瓷材料性能的進(jìn)一步調(diào)控，制備出具有特殊性能的陶瓷復(fù)合材料。陶瓷前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備的碳化硼陶瓷具有高硬度和低密度的特點(diǎn)，是一種理想的防彈材料。上海陶瓷樹脂陶瓷前驅(qū)體纖維

陶瓷前驅(qū)體是制備陶瓷電容器介質(zhì)材料的重要原料。通過(guò)選擇不同的陶瓷前驅(qū)體和制備工藝，可以調(diào)控陶瓷材料的介電常數(shù)、損耗因子等性能，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景下對(duì)電容器的要求。例如，鈦酸鋇（BaTiO?）陶瓷前驅(qū)體是一種常用的高介電常數(shù)材料，可用于制備大容量的陶瓷電容器。MLCC 是一種廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中的小型化電容器，其制造過(guò)程中需要使用陶瓷前驅(qū)體。將陶瓷前驅(qū)體漿料印刷或涂覆在電極材料上，然后經(jīng)過(guò)疊層、燒結(jié)等工藝，形成多層結(jié)構(gòu)的陶瓷電容器，具有體積小、容量大、高頻特性好等優(yōu)點(diǎn)。廣東耐高溫陶瓷前驅(qū)體復(fù)合材料石墨烯改性的陶瓷前驅(qū)體能夠顯著提高陶瓷材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。

以下是一些可以輔助研究陶瓷前驅(qū)體熱穩(wěn)定性的分析技術(shù)：熱機(jī)械分析（TMA）。①原理：在程序控溫下，測(cè)量陶瓷前驅(qū)體在受熱過(guò)程中尺寸或形變隨溫度的變化。通過(guò)記錄樣品的膨脹、收縮或其他尺寸變化，可以了解其在不同溫度下的熱膨脹行為和結(jié)構(gòu)變化。②應(yīng)用：確定陶瓷前驅(qū)體的熱膨脹系數(shù)，判斷其在加熱過(guò)程中是否發(fā)生相變、燒結(jié)等引起尺寸突變的現(xiàn)象。例如，在陶瓷前驅(qū)體的燒結(jié)過(guò)程中，TMA 可以監(jiān)測(cè)其收縮行為，確定較適合燒結(jié)溫度范圍。

常見(jiàn)的陶瓷前驅(qū)體主要包括聚合物前驅(qū)體、金屬有機(jī)前驅(qū)體和溶膠 - 凝膠前驅(qū)體等，其中金屬有機(jī)前驅(qū)體包含下述：①金屬醇鹽：如鈦酸丁酯等，是制備鈦酸鹽陶瓷的常用前驅(qū)體。在溶膠 - 凝膠法中，金屬醇鹽通過(guò)水解和縮聚反應(yīng)，可形成金屬氧化物陶瓷。以鈦酸丁酯為前驅(qū)體制備二氧化鈦陶瓷時(shí)，鈦酸丁酯在水和催化劑的作用下發(fā)生水解，生成氫氧化鈦，再經(jīng)過(guò)加熱脫水等過(guò)程，得到二氧化鈦陶瓷。②金屬有機(jī)框架（MOFs）：具有多孔結(jié)構(gòu)和可調(diào)節(jié)的化學(xué)組成，可作為金屬氧化物或金屬陶瓷的前驅(qū)體。MOFs 在高溫下分解，能夠產(chǎn)生特定組成和形貌的金屬氧化物或金屬陶瓷材料。科學(xué)家們正在探索新型的陶瓷前驅(qū)體材料，以滿足航空航天等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芴沾傻男枨蟆?/p>

陶瓷前驅(qū)體在航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，主要體現(xiàn)在制備工藝改進(jìn)：①快速成型：近年來(lái)，陶瓷前驅(qū)體的快速成型技術(shù)得到了發(fā)展。如北京理工大學(xué)張中偉教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的具有原位自增密的陶瓷基復(fù)合材料快速制備技術(shù) ViSfP-TiCOP，大幅縮減了工藝周期，實(shí)現(xiàn)了陶瓷基復(fù)合材料的低成本、高通量及快速化制備。②復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造：陶瓷前驅(qū)體可用于制造復(fù)雜形狀的航天部件。通過(guò)增材制造技術(shù)，如光固化 3D 打印等，可以直接將陶瓷前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)和精細(xì)外形的陶瓷部件，為航天部件的設(shè)計(jì)和制造提供了更大的自由度，能夠滿足航天器對(duì)特殊結(jié)構(gòu)和功能的需求。陶瓷前驅(qū)體的回收和再利用是當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。上海陶瓷樹脂陶瓷前驅(qū)體纖維

采用噴霧干燥技術(shù)可以將陶瓷前驅(qū)體粉末制成球形顆粒，提高其流動(dòng)性和成型性。上海陶瓷樹脂陶瓷前驅(qū)體纖維

5G 通信技術(shù)的快速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，對(duì)電子元件的性能和數(shù)量提出了更高的要求。陶瓷前驅(qū)體在制備 5G 基站中的濾波器、天線等關(guān)鍵元件以及物聯(lián)網(wǎng)傳感器方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。例如，陶瓷濾波器具有高選擇性、低損耗等優(yōu)點(diǎn)，在 5G 通信中得到了廣泛應(yīng)用。消費(fèi)電子產(chǎn)品如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等的不斷更新?lián)Q代，對(duì)電子元件的小型化、高性能化和多功能化提出了挑戰(zhàn)。陶瓷前驅(qū)體可用于制備小型化的多層陶瓷電容器、片式電感器等元件，滿足了消費(fèi)電子市場(chǎng)的需求。上海陶瓷樹脂陶瓷前驅(qū)體纖維