一、材料本质与化学特性
聚硅氮烷（Polysilazanes）是一类以硅（Si）和氮（N）交替排列形成主链的无机-有机杂化高分子材料，其分子结构中硅原子通过氮原子连接，侧链可携带氢、甲基等有机基团。根据结构差异，可分为有机聚硅氮烷（OPSZ）和全氢聚硅氮烷（PHPS）两大类。前者侧链含有机基团，后者仅由Si、N、H三种元素构成。
该材料的核心特性源于其独特的Si-N键：
高热稳定性：可耐受1800℃以上高温，400-500℃时开始半陶瓷化，800-1300℃时转化为致密SiCN或SiCNO陶瓷，固化后硬度达8H以上。
化学惰性：在酸碱、盐雾、高能辐射环境下结构稳定，介电强度≥10⁵V/mm，适用于极端环境。
可陶瓷化：通过高温裂解可生成二氧化硅、氮化硅等陶瓷材料，实现从有机到无机的转化。

二、应用领域与技术突破
聚硅氮烷的优异性能使其成为航空航天、半导体、新能源等领域的“卡脖子”材料：
航空航天：美国NASA火星车传感器外壳、SpaceX星舰发动机喉部衬里均采用聚硅氮烷基陶瓷涂层，可承受3000℃瞬时高温。
半导体制造：作为5nm以下制程芯片的关键绝缘涂层材料，实现高效电磁屏蔽，国内中科院产品已应用于长江存储3D NAND芯片。
新能源：改性质子交换膜可提升氢燃料电池工作温度，丰田Mirai新一代车型已启动路试。
日常工业：汽车排气管、航空发动机涡轮叶片的热障涂层，光伏板耐候性涂层等。

三、技术壁垒与国产化进展
全球聚硅氮烷市场长期被德国默克、瑞士科莱恩等企业垄断，高端产品纯度需达99.999%，合成温度控制精度±2℃，催化剂配比误差≤0.1%。国内中科院化学所、杭州清瓷新材料等机构已突破中低端量产技术，中船重工研发的600℃耐温涂层已应用于航母甲板防滑层，西安企业制备的Si-C-N陶瓷纤维拉伸强度达3.2GPa。