Pyrolysis of polyvinylsilazane precursors to silicon carbonitride

The pyrolysis of liquid or solid polyvinylsilazanes, cross-linked according to four different routes, was studied in the 20–1400°C temperature range. The similar behaviour and the high ceramic yields (⋍85%) are related to the reactivity of the functional groups (CHCH 2, SiH, NH) which lead to highly cross-linked solids before the mineralization step. The major gases evolved above 450°C are hydrogen, methane and ethylene. During the thermal treatment SiN bonds are unaffected. The silicon carbonitride samples are dense and amorphous up to 1400°C. The thermal stability of the microtexture is due to the high carbon content. Das Pyrolyseverhalten von vier durch unterschiedliche Reaktionsverläufe vernetzten flüssigen oder festen Polyvinylsilazanen wurde im Temperaturbereich von 20–1400°C untersucht. Das ähnliche Verhalten und der hohe Keramikanteil (⋍85%) werden auf die Reaktivität der funktionellen Gruppen (CHCH 2, SiH, NH) zurückgeführt, die bereits vor der Mineralisation zu hochvernetzten Polymeren führen. Über 450°C entweichen vor allem Wasserstoff. Methan und Ethen. Die Wärmebehandlung beeinflußt die SiN-Bindungen nicht. Die Siliziumcarbonitridproben sind dicht und bleiben bis zu 1400°C amorph. Die Temperaturbeständigkeit des Materials wird auf den hohen Kohlenstoffgehalt zurückgeführt. Des polyvinylsilazanes liquides ou solides obtenus selon quatre voies différentes ont été pyrolysés sous azote dans l'intervalle 20–1400°C. Les comportements voisins et les rendements céramiques élevés (⋍85%) s'expliquent par la réactivité des groupements fonctionnels (CHCH 2, SiH et NN) qui conduisent à des polymères fortement réticulés avant l'étape de minéralisation. Les principales espèces volatiles qui se dégagent au-dessus de 450°C sont l'hydrogène, la méthane et l'éthylène. Les liaisons SiN ne sont pas affectées par le traitement thermique. Les carbonitrures de silicium sont compacts et amorphes jusqu'à 1400°C. Leur stabilité thermique est liée à la présence d'une teneur élevée en carbone.