陶瓷前驅(qū)體的選擇需要考慮反應(yīng)活性、成本與可獲取性及環(huán)境健康影響：①與其他組分的反應(yīng)性：如果制備過程中涉及多種前驅(qū)體或添加劑，要考慮前驅(qū)體與它們之間的反應(yīng)活性，確保反應(yīng)能按預(yù)期進(jìn)行，形成所需的陶瓷相。②分解溫度與速率：前驅(qū)體的分解溫度和速率會影響陶瓷的制備工藝和性能。分解溫度應(yīng)適中，分解速率要可控，以保證陶瓷的形成過程均勻、穩(wěn)定。③成本因素：前驅(qū)體的成本直接影響陶瓷的生產(chǎn)成本，在滿足性能要求的前提下，應(yīng)選擇成本較低的前驅(qū)體，以提高經(jīng)濟(jì)效益。④可獲取性與供應(yīng)穩(wěn)定性：前驅(qū)體應(yīng)易于獲取，且供應(yīng)穩(wěn)定，避免因原料短缺影響生產(chǎn)。⑤毒性與安全性：選擇前驅(qū)體時(shí)要考慮其毒性和對人體健康的影響，盡量選擇低毒、安全的前驅(qū)體，以保障生產(chǎn)人員的安全和環(huán)境的友好。⑥環(huán)境友好性：前驅(qū)體的制備和使用過程應(yīng)盡量減少對環(huán)境的污染，符合環(huán)保要求。陶瓷前驅(qū)體的比表面積和孔徑分布可以通過氮?dú)馕?- 脫附實(shí)驗(yàn)來測定。上海防腐蝕陶瓷前驅(qū)體纖維

如制備硅硼碳氮（SiBCN）陶瓷前驅(qū)體，將含硅、硼、碳、氮的有機(jī)化合物（如硅烷、硼烷、含氮有機(jī)物等）與無機(jī)化合物（如硼酸、硅粉等）混合，在一定的溫度和氣氛條件下進(jìn)行反應(yīng)。例如，將二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷等硅氧烷單體與甲基硼酸溶解于 1,4 - 二氧六環(huán)中，攪拌反應(yīng)，旋蒸去除溶劑，得到中間產(chǎn)物。再將中間產(chǎn)物與三乙胺混合，在冰浴環(huán)境下滴加甲基丙烯酰氯，進(jìn)行冰浴反應(yīng)，經(jīng)過濾、旋蒸去除沉淀和溶劑，得到液態(tài) SiBCN 陶瓷前驅(qū)體。上海防腐蝕陶瓷前驅(qū)體纖維這種陶瓷前驅(qū)體在高溫下能夠快速裂解，轉(zhuǎn)化為具有良好力學(xué)性能的陶瓷材料。

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，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，能夠滿足航天器對特殊結(jié)構(gòu)和功能的需求。

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)在材料性能提升：①高溫穩(wěn)定性：隨著航天技術(shù)的發(fā)展，航天器在大氣層內(nèi)高速飛行以及進(jìn)入外層空間時(shí)會面臨極端高溫環(huán)境。陶瓷前驅(qū)體可制備出超高溫陶瓷材料，如碳化鉿、碳化鋯等，這些材料具有極高的熔點(diǎn)和優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，能有效保護(hù)航天器在高溫下的結(jié)構(gòu)完整性。②抗氧化性能：一些陶瓷前驅(qū)體制備的陶瓷基復(fù)合材料在高溫下具有良好的抗氧化性能。如采用前驅(qū)體浸漬裂解工藝制備的 C/SiBCN 材料，比 C/SiC 具有更優(yōu)異的高溫抗氧化性能，在 1400℃下空氣中的氧化動力學(xué)常數(shù) kp 明顯低于 SiC 陶瓷。③輕量化：陶瓷前驅(qū)體可以通過精確的分子設(shè)計(jì)和制備工藝，實(shí)現(xiàn)材料的輕量化。在航天領(lǐng)域，減輕航天器的重量對于提高其性能和降低發(fā)射成本至關(guān)重要。采用陶瓷前驅(qū)體制備的陶瓷基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度和比模量，在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，能夠***減輕航天器的重量。生物陶瓷前驅(qū)體可以用于制備人工骨骼和牙齒等生物醫(yī)學(xué)材料，具有良好的生物相容性。

陶瓷前驅(qū)體在能源領(lǐng)域的應(yīng)用面臨諸多挑戰(zhàn)：材料合成與制備方面。①精確控制化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)：要實(shí)現(xiàn)陶瓷前驅(qū)體在能源應(yīng)用中的高性能，需精確控制其化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)。例如，在固體氧化物燃料電池中，電解質(zhì)和電極材料的離子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)率等性能與化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。但在實(shí)際合成過程中，難以精確控制各元素的比例和分布，以及納米級的微觀結(jié)構(gòu)，這會導(dǎo)致材料性能的波動和不穩(wěn)定。②提高制備工藝的可重復(fù)性和規(guī)?；a(chǎn)能力：目前一些先進(jìn)的陶瓷前驅(qū)體制備技術(shù)，如溶膠 - 凝膠法、水熱法等，雖然能夠制備出高性能的陶瓷材料，但這些方法往往工藝復(fù)雜、成本較高，且難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)，制備過程中的微小變化可能會對材料性能產(chǎn)生較大影響，導(dǎo)致工藝的可重復(fù)性較差。陶瓷前驅(qū)體的力學(xué)性能測試包括硬度、強(qiáng)度和韌性等指標(biāo)的測量。上海防腐蝕陶瓷前驅(qū)體纖維

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。上海防腐蝕陶瓷前驅(qū)體纖維

研究陶瓷前驅(qū)體熱穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)方法之一：熱分析技術(shù)。①熱重分析（TGA）：通過測量陶瓷前驅(qū)體在受熱過程中的質(zhì)量變化，來研究其熱分解、氧化等反應(yīng)?？梢垣@得前驅(qū)體的起始分解溫度、分解速率、分解產(chǎn)物以及殘留量等信息，從而評估其熱穩(wěn)定性。例如，若前驅(qū)體在較低溫度下就發(fā)生明顯的質(zhì)量損失，說明其熱穩(wěn)定性較差。②差示掃描量熱法（DSC）：測量陶瓷前驅(qū)體在加熱或冷卻過程中與參比物之間的熱量差，能夠檢測到前驅(qū)體發(fā)生的相變、結(jié)晶、熔融等熱事件，確定其熱轉(zhuǎn)變溫度和熱效應(yīng)大小。根據(jù)熱轉(zhuǎn)變溫度的高低和熱效應(yīng)的強(qiáng)弱，可以判斷前驅(qū)體的熱穩(wěn)定性。上海防腐蝕陶瓷前驅(qū)體纖維