Chemistry of a series of aluminum-modified polysilazanes: Synthesis, pyrolysis behaviour and microstructural evolution

Autor: Samuel Bernard, Chrystelle Salameh, Christel Gervais, Alina Bruma, Sylvie Malo, Philippe Miele, Florence Babonneau
Přispěvatelé: Institut Européen des membranes (IEM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM), IRCER - Axe 4 : céramiques sous contraintes environnementales (IRCER-AXE4), Institut de Recherche sur les CERamiques (IRCER), Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des Procédés Appliqués aux Matériaux (IPAM), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Spectroscopie, Modélisation, Interfaces pour L'Environnement et la Santé (LCMCP-SMiLES), Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (LCMCP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institute for research in electronics and applied physics (IREAP), University of Maryland [College Park], University of Maryland System-University of Maryland System, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Journal of the European Ceramic Society
Journal of the European Ceramic Society, Elsevier, 2019, 39 (2-3), pp.183-194. ⟨10.1016/j.jeurceramsoc.2018.09.027⟩
Journal of the European Ceramic Society, 2019, 39 (2-3), pp.183-194. ⟨10.1016/j.jeurceramsoc.2018.09.027⟩
ISSN: 0955-2219
Popis: International audience; A series of polyaluminosilazanes was synthesized by reaction of dimethylethylamine alane complex with polysilazanes. Starting from different dichlorosilanes, polysilazanes were obtained by means of ammonolysis. The latter reacted with the alane complex and led to solid polyalumino(carbo)silazanes that can be described as "custom-made" polymers since all the steps were monitored and controlled (from the choice of the molecular precursor to the polymerization and the functionalization with aluminum) in order to study the effect of the introduction of Al on the different reactive sites of the Si- backbone in the polysilazanes. Detailed information on the polymer structures were obtained by FTIR and multinuclear solid state NMR spectroscopies. The transition from the polymeric state to the ceramic inorganic state was investigated by means of solid-state NMR spectroscopy and finally the structural evolution of the final ceramics by high angle XRD, Raman spectroscopy and TEM imaging. It is noted that the polymer-derived SiAlCN ceramics are X-ray amorphous even at high temperature under nitrogen with some local crystallization. Upon further heating these materials tend to further crystallize into thermodynamically stable phases at a given chemical composition, such as SiC, Si3N4, free C, or AlN. Finally, the present study shows that the amorphous-to-crystalline transition is closely related to the nature and structure of the preceramic polymer.
Databáze: OpenAIRE