硅氧碳(Si-O-C)多孔陶瓷具有耐高温、密度低、比强度高、比表面积高以及优良的介电性能,在保温隔热、吸附催化、电极介电、高温过滤等领域具有广阔的应用前景。本文以硅树脂为陶瓷先驱体聚合物转化制备了Si-O-C多孔陶瓷,通过SEM、EDS、FT-IR、Raman和NMR等手段,对多孔陶瓷组成和微观结构进行了分析,并对其性能进行了测试。主要研究内容和结论如下:(1)择优选取了硅树脂RSN-6018并明确了其陶瓷化过程及结构演变机理。结果表明,硅树脂RSN-6018在低温可自发泡得到孔结构均匀的多孔坯体,适合作为转化Si-O-C多孔陶瓷的先驱体聚合物;RSN-6018经过交联固化及热解后可形成Si-O-C多孔陶瓷。(2)对部分硅树脂进行预固化后,研究了预固化硅树脂含量对Si-O-C多孔陶瓷结构和性能的影响。结果表明,随预固化硅树脂含量的增加,孔结构从贯通圆孔变为颗粒“搭接”贯通孔,再变为颗粒堆积孔。高温热解产物中自由碳含量随预固化硅树脂含量的增大而增大。预固化硅树脂的加入可减小多孔陶瓷的体积收缩,并提高陶瓷产率,使体积密度减小,气孔率增大,耐压强度在27.9-17.5 MPa之间。(3)研究了热解温度和保温时间对Si-O-C多孔陶瓷结构和性能的影响,结果表明,当预固化硅树脂含量为95 wt%时,随着热解温度的升高,Si-O-C多孔陶瓷产物中自由碳减少,[SiO4]、[SiOC3]和[SiC4]结构单元增多,物相主要为无定形SiO2。当预固化硅树脂含量为70 wt%时,随着热解温度的升高,孔径减小,孔筋加粗;产物中自由碳和[SiO4]结构单元减少,[SiC4]结构单元增多;方石英结晶程度较95wt%时明显增强,在1400℃时有β-Si C生成,自由碳从非晶结构向石墨纳米微晶转变。随着热解温度升高,Si-O-C多孔陶瓷的陶瓷产率降低,线变化率增大;预固化硅树脂含量为70 wt%时,显气孔率在29-32%之间,耐压强度在1300℃时最大达到28.3 MPa。(4)在1400℃热解转化制备Si-O-C多孔陶瓷时,孔径随保温时间延长而减小,孔密度增大,孔筋变细,孔内纳米线的大致有笔直状和曲折状纳米线团簇两种形貌,延长保温时间后,纳米线顶端有液珠生成。延长保温时间有助于方石英、β-SiC的结晶,自由碳先由非晶结构向石墨纳米微晶结构转变,之后石墨化程度逐渐提高。保温2 h时,Si-O-C多孔陶瓷的线变化率最大,陶瓷产率和体积密度达到最小,同时显气孔率达到26.9%,耐压强度从保温1 h的90.8 MPa降低为62.8 MPa。