Pyrolysis of a polyvinylsilazane, polymeric precursor for silicon carbonitride : structural investigation by ¹H, ¹³C, ²⁹Si, ¹⁵N and ¹⁴N nuclear magnetic resonance

Chimie de la Matière Condensée, Université Pierre-et-Marie-Curie, 4, place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France.

Abstract

Dans ce travail, nous présentons notre stratégie de caractérisation par RMN en solution et à l’état solide de précurseurs polymériques et de céramiques à base de carbonitrure de silicium. L’étude présentée concerne un polymère polyhydrogénovinylsilazane ; elle est qualitative (identification des environnements locaux de tous les atonies H, C, Si et N) et quantitative (quantification des sites et des phases en présence). Enfin, nous donnons une description d’ensemble de la formation du matériau céramique qui est constitué à 1400°C de carbonitrure de silicium et de carbone dit libre.

Résumé

This paper presents our strategy for the structural characterization of polymeric precursors and ceramic materials using liquid and solid-state NMR. This study concerns a polyvinylsilazane precursor for silicon carbonitride pyrolyzed under nitrogen; the local environments of all the various atoms H, C, Si and N have been identified and the different sites are quantified; at 1400°C, the material is constituted with a silicon carbonitride phase and a free carbon phase. The structural evolution of the system leading to the formation of the ceramic material will be presented.