موضوع مقاله: سرامیک‌های مشتق‌شده از پلیمر | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # سرامیک‌های مشتق‌شده از پلیمر | مقدمه: سرامیک‌های مشتق‌شده از پلیمر (PDCs) مواد سرامیکی هستند که از طریق پیرولیز پلیمرهای پیش سرامیکی، معمولاً تحت اتمسفر خنثی، تشکیل می‌شوند. | ## بخش 1: سرامیک‌های مشتق‌شده از پلیمر | ترکیب، توزیع فاز و ساختار PDCها، به ترکیبات پیش‌ساز پلیمری مورد استفاده و شرایط پیرولیز اعمال شده بستگی دارد. اشکال مختلفی از پلیمریزاسیون وجود دارد و سیستم‌های مختلفی برای دسته‌بندی آنها وجود دارد. مزیت کلیدی این نوع مواد سرامیکی، قابلیت تغییر حاصل از استفاده از پیش‌سازهای پلیمری از نظر پردازش و شکل‌دهی می‌باشد. سرامیک‌های مشتق‌شده از پلیمر را می‌توان به صورت افزایشی (پرینت سه‌بعدی) با استفاده از ساخت رشته‌های ذوب‌شده، استریولیتوگرافی که از فوتوپلیمریزاسیون پلیمرهای پیش‌ساز سرامیکی استفاده می‌کند، تولید کرد. چنین پردازشی از PDCها در کاربردهایی مانند ساختارهای سرامیکی سلولی که نیاز به مواد پایدار حرارتی و شیمیایی در اشکال پیچیده دارند، استفاده می‌شود و دستیابی به آنها از طریق روش‌های رایج تر فرآوری سرامیک، مانند تف‌جوشی پودری و ریخته‌گری دوغابی، چالش‌برانگیز است. در خانوادهٔ پلیمرهای پیش سرامیکی، پلی سیلوکسانها مشهورترین پلیمرهای پیش سرامیکی هستند. پلی (ارگانو) سیلوکسان‌ها، پلی‌سیلوکسان‌هایی هستند که در اسکلت خود گروه‌های آلی دارند، مانند پلی‌بوروسیلوکسان‌ها، پلی (کربوسیلوکسان‌ها). | ## بخش 2: سرامیک‌های مشتق‌شده از پلیمر | دسته مهم دیگری از پلیمرهای پیش سرامیکی، پلی کربوسیلان‌ها و پلی (ارگانو) کربوسیلان‌ها هستند که حاوی اتم‌های کربن و سیلیکون متناوب در اسکلت خود می‌باشند. به‌طور مشابه، پلیمرهای ساخته شده از پیوندهای Si-N به عنوان پلی‌سیلازان، (پلی‌ارگانوسیلازان‌ها) و (پلی‌ارگانوسیلیل کربودی‌ایمیدها) طبقه‌بندی می‌شوند. ترکیبات پلیمری مختلف بر دمای فرآوری، تغییرهای ریزساختاری، بازده و پایداری سرامیک تأثیر می‌گذارند. تبدیل پلیمرهای پیش سرامیکی به PDCها را می‌توان به چهار مرحله تقسیم کرد: شکل‌دهی، اتصال عرضی، پیرولیز، تبلور. برای تشکیل PDC بلوری، برخی از مواد برای تبلور به دمای بالاتری، معمولاً بیش از ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد، نیاز دارند. پایداری در محیط‌های سخت: پایداری حرارتی خوب، مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی بالا. ترکیب PDCها و سایر مواد با خواص مختلف می‌تواند خواص ترکیبی را برای مواد کامپوزیتی مبتنی بر PDC ایجاد کند. | ## بخش 3: سرامیک‌های مشتق‌شده از پلیمر | مواد کامپوزیتی مبتنی بر PDC می‌توانند عملکردها و کاربردهای PDCها را به طیف وسیعی از زمینه‌ها، به عنوان مثال، در کاربردهای بیولوژیکی، پزشکی، الکتریکی، مغناطیسی، مهندسی و نوری گسترش دهند. پوشش‌ها در مقایسه با سایر روش‌های پوشش‌دهی، عملیات حرارتی (مانند اسپری حرارتی) برای پردازش PDC ساده و کم‌هزینه است. تکنیک‌های خاص چاپ سه‌بعدی مانند نوشتن مستقیم با جوهر (DIW)، استریولیتوگرافی (SLA) و پردازش نور دیجیتال (DLP) می‌توانند ساختار پلیمرهای پیش‌سازه را از مقیاس نانو تا مقیاس ماکرو کنترل کند. مهندسی زیست پزشکی PDCهای زیست‌سازگار و کامپوزیت‌های مبتنی بر PDC را می‌توان در سیستم‌های بیولوژیکی مختلف به کار برد. آنها معمولاً برای تولید رابط یا سطح با چند عملکرد و اشکال پیچیده برای کاربردهای زیست پزشکی، مانند بازسازی بافت، طراحی ایمپلنت، دارورسانی و پانسمان زخم استفاده می‌شوند. در مقایسه با سایر انواع باتری‌های قابل شارژ، آنها عموماً انرژی ویژه، چگالی انرژی و راندمان انرژی بالاتری دارند و دارای عمر طولانی‌تری دارند. الکترونیک مواد PDC هیبریدی برای ساخت زیرلایه در باتری‌های لیتیوم یونی، حسگرها، محرک‌ها، دستگاه‌های الکتریکی با دمای بالا و غیره، قابل اجرا و قابل تنظیم هستند. | ## جمع‌بندی | استراتژی‌های رایج فرآوری کامپوزیت‌های PDC برای کاربردهای الکترونیکی شامل تغییر شیمیایی، ترکیب با فلز یا اکسیدهای فلزی و ترکیب با پرکننده‌های اصلی می‌باشد.