聚碳硅烷的短程有序结构

管 电 压 ４ Ｖ， 管 电 流 ４ Ａ，ＬＦ 单 色 器 ， ０ｋ ０ｍ ｉ ０６ ｍ狭 缝 ，以对 称 反 射 法 进 行 测 量 。精 确 而 ．ｒ ａ 合 理 的散射 强度 数 据是 获得 可 信 的径 向分 布 函数
的基本 条 件 ，在 实验 中 为 了 尽 可 能 减 少 测 量 误
关 键 词 ：聚碳 硅 烷 ，非 晶 结 构 ， 向 分 布 函 数 ，广 角 ｘ一射 线 散 射 径
中 图分 类 号 ：０ ３ ， １ ６４ ４
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１０ ４ ６ （ ０ ８ ０ ０９— ３ ９ ２ ０ ） ３—０ １ ０ １９— ３
碳 化 硅 （ ｉ 陶 瓷 因 具 有 优 良的 力 学 性 ＳＣ）
射强 度 ； ｏ（ ） 以电子 单位 表示 的相 干 散 射强 ｈ 为 度 ； （ 为 Ｃ ｍｐｏ 相 干 散 射 强 度 ，在 本 实 ｈ） ｏ ｔ ｎ非 验 中 ， 由于在 衍 射光 路 中加 单色 器 ，其影 响 可 以
忽略。
收稿 日期 ：２ ０ ０７—１ ２—０ 。 ６ 作者简介 ：赵 玉梅 （ ９ ０ ） １８ 一 ，女 ，硕士。
２ ．军事 医学科 学院 ，北京 １０ ５ ） ０ ８ ０
摘 要 ：应 用 广 角 Ｘ射 线散 射 和 径 向分 布 函数 方 法 对 聚 碳 硅 烷 （ Ｃ ） 的 非 晶 态 结构 进 行 了分 析 。 结 果 表 ＰＳ
明．Ｐ Ｓ是 一种非晶 态聚合物 ，其 骨架结构为 ｓ ｃ键 ，含有 ｓ 与 ｃ交替连接 的六元环 ；且 Ｐ Ｓ在 ｒ Ｃ ｉ — ｉ Ｃ 约为 １ ２ ×１ 。 ｎ范围 内存在 短程有序 。Ｐ Ｓ的最邻近原 子的平均距 离 ／ ０ ｒ Ｃ ＇ １８ ３为 ．６×１ 。ｒ，最有 可能对其做 出贡献 ０。 ｎ ” 的是 Ｐ Ｓ中的 ｓ ｃ键 ；另外 ，其 中程有序 周期 ｒ 约为 １ ‘ Ｔ Ｃ ｉ — １ ２Ｘ１ 。 Ｉ ０ 。Ｉ，近程 有序 畴 ｒ 为 ５ １ ０ Ｉ，ｒ ＝ ｓ ，２Ｘ１ Ｔ Ｉ ２ 由此可知 ，Ｐ Ｓ主链原子 的排 列在两个重复单元后 变得 无序 。 ｒ。 Ｃ
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研 究 ・开 发
ｔ ，ＩＯ ：１ 科 ２８２（Ｔ９１ 斟 ＳＣ Ｅ）１—１ ０， Ｍ ＥＡ２ ０ Ｎ３ ＲＬ Ｌ２Ａ Ｉ Ｉ
聚 碳 硅 烷 的 短 程 有 序 结 构
赵 玉梅 ，斯 永敏 ｒ ，潘 洁
（ ．国防科技大学航 天材料与工程学 院 ，长 沙 ４ ０ ７ ； １ １０ ３
法 因具 有 过程 温度 低 、简单 易控 ，易于 成 型 ，产 物 纯度 高 、性 能好等 优 点而 成 为研 制 ＳＣ陶 瓷纤 ｉ
测 试 采用 德 国 Ｂｕ ｅ —Ａ Ｓ公 司 的 Ｄ ｒｋ ｒ Ｘ ８衍 射 仪 ，Ｃ ｕ靶 ，Ｋ 射 线 ，波 长 为 １ ５ １ ８×１ 。 ．４７ ０一 ｍ，
但也可 以使我们对 Ｐ Ｓ的结构单元 中原子 的排 Ｃ 列 情况 有 更 深 的 了解 ，为 深 人 研 究 Ｐ Ｓ的结 构 Ｃ
开 辟一 条新 途径 ；并对 优化 先 驱体转 化 法制 备碳 化 硅 陶瓷材 料 的工艺 条件 以及 提 高碳 化 硅 陶瓷 的
性 能有 着重 要 的现实 意 义 。此 方 面 的研究 在 国内 尚未见 公开 报道 。
线 散射 法及 径 向分布 函数 法从 分 子链 内和 分 子链 间的原 子排 布水 平 上研 究 Ｐ Ｓ的短程 有 序 结 构 。 Ｃ
１３ 径 向分 布 函数计 算 ． 将测 得 的广 角 ｘ射线 的相 对散 射 强 度 ，（ ） ｍｈ
进行 背 景 、偏 振 和 吸收校 正 以及 归一 化处 理 ，得
Ｆ（ ） 。（ ）一［ ｈ ＝ｈ｛ ｈ
）一 ） ｝ ） （ ） ］／ １
（） ２
（ ）＝ ［ ｈ ／ Ｐ Ｘ ］一 ｈ ｈ ｆ ， （ ） （ Ａ） ‘ （ ） ｌ
式 中 ，ｈ＝ ￣ ｉＯ Ａ，０为散射 角 ， 为人 射线 波 ４ｓ ／ ｎ 长 ；， ｈ 为 干涉 函数 ；， （ ） Ｘ 射线 的相对 散 （） ｈ 为
Ｅ —ｍａｌ ｈ ｎ ｏ ｅ ｉ０＠ ｓｎ ． Ｏ ｅ ｉ ： ａ ｌ ｖ ｍｅ ８ ｉ ａ Ｃ Ｂ． ｎｏ
ｌ 实 验
１ １ 实验样 品 ．
ＰＳ Ｃ ：数 均 摩 尔 质 量 ８ ６ ｇ ｔｏ，分 散 指 数 ３ ／ ｌ ｏ
１２ 散射 强 度测 量 ．
能 、耐高 温 、耐腐 蚀 、高强 度 等特 点 ， 日益为 材 料专 家所 重视 ，作 为新 型 轻质结 构 材 料在航 天 等 领域 具有 广 阔 的应 用前 景 。 目前 ＳＣ的制 备 方 法 ｉ 主要 有气 相沉 积法 、超 微粉 掺混 纺 丝法 、碳 纤 维 转 化 法 、先 驱 体 转 化 法 等 ¨ 。其 中 先 驱 体 转 化 』
仅 管径 向分 布 函数 由于是 非 晶态 物质 内部 原 子排
列 的短程 有 序 的一 维 表示 ，因此难 以唯一 确定 和 精 确地表 述 非 晶态 物 质 中原 子 的 三 维 分 布情 况 ；
到 以电 子 为单 位 的 相 干 散 射 强 度 （ ，然 后 ｈ）
按下 式求 得结 构 因子 ：
差 ，采 用 分 段 步 进 扫 描 ：其 扫 描 范 围 为 ２ ０： ２５ ． 。～１２ ，步 长 为 ２５ ５。 ． 。～８ 。 ０＝０ １ ，每 ０ ，Ａ ．。 步 测量 １０Ｓ ０ ～１２ ，Ａ ５ ；８ 。 ５ 。 ０＝。聚碳 硅 烷 （ Ｃ ）作 为 ＳＣ陶 瓷 ＰＳ ｉ 材 料 的 良好 先驱 体 ，其 分子 结构 号 质是 影 响 陶 瓷 材料性 能 的基 本 因素 。本 实验 采用 广 角 ｘ一射