纳米SiC和SiC(N)粉体的微波介电特性及其与微波的作用机理

研究了纳米SiC粉体和纳米SiC(N)复相粉体在8.2-12.4GHz频率范围的介电特性及其与微波的作用机理，发现纳米SiC(N）复相粉体介电常数的实部（ε′）和虚部（ε′′）在8.2-12.4GHz范围内随频率增大而减小，介电损耗（tgδ=ε′′/ε′）较高，是较为理想的微波吸收材料。纳米SiC粉体的ε′、ε′′和tgδ明显小于纳米SiC(N)复相粉体的，对微波的吸收不理想。提出了纳米SiC(N)复相粉体对微波的吸收机理。纳米SiC(N)复相粉体中的SiC微晶固溶了大量的N原子，在纳米SiC(N)复相粉体中形成大量的带电缺陷，这些带电缺陷在电磁波交变电场作用下产生极化耗散电流，强烈的极化驰豫过程导致大的介电损耗。     

有效媒质公式在纳米SiC(N)粉体微波介电特性研究中的应用

用经典的有效媒质公式(包括Maxwell Garnet公式、Bruggeman公式、Polder-van Santen公式和相干准晶近似公式(quasicrystalline approximation with coherent potential,QCA-CP)研究了含纳米SiC(N)粉体的复合材料的微波介电特性，计算结果表明，经典的有效媒质公式对含纳米SiC(N)粉体的复合材料是不适合的，应寻求新的方法来求解纳米复合材料的微波介电常数。研究表明，不同纳米SiC(N)粉体含量的复合材料的介电常数实测值与纳米粉体体积分数(f)之间有非常好的拟合关系，复合材料微波介电常数的实部(ε′)和虚部(ε″)与纳米粉体体积分数之间符合二次多项式(ε′、ε″=Af^2 Bf C)关系，根据二次多项式可以非常方便而准确地计算纳米复合材料的微波介电常数。     

SiC(N)/Si3N4吸波材料的制备与性能

通过掺杂纳米SiC(N)吸收剂，采用无压烧结工艺，制备了SiC(N)／Si3N4复合型吸波材料。对材料进行了XRD、SEM及强度分析，结果表明：随着纳米吸收剂SiC(N)加入量的增加，材料的烧结性能趋于下降，表现为α-Si3N4的含量增多，柱状β-Si3N4的尺寸变小，材料气孔增大，强度降低。     

铁氧体含量和厚度对涂层织物介电常数的影响

首先研究了铁氧体含量对涂层织物介电常数的影响,其次探讨了铁氧体厚度对涂层织物介电常数的影响。结果表明:当织物涂层厚度一定时,适当增加铁氧体吸收剂的含量,能一定程度上增加进入涂层内部的电磁波的吸收量,提高涂层的介电常数,改善涂层织物的吸波效能。当铁氧体吸收剂含量一定时,增加涂层的厚度,涂层内的吸收剂增加,对进入涂层内的电磁波的吸收也会有所增加,提高了涂层织物的吸波性能。     

聚吡咯吸波材料性能探讨

采用原位聚合法以纤维素纤维为基布,三氯化铁作为氧化剂和掺杂剂,制备具有良好吸波性能的柔性聚吡咯复合材料。首先探讨了时间对复合材料吸波性能的影响。其次对吸波复合材料进行了扫描电镜等测试,最后研究了其强力。结果表明:反应时间为120min时,复合材料介电常数的实部较大,虚部较大,牢度较好,所有实部数值均在103以上,所有虚部数值均在104以上,吸波性能良好;反应时间为90min时,复合材料损耗角正切较大,牢度较好,吸波性能良好,聚吡咯牢度较好。反应时间对吸波复合材料的电阻影响较小,各实验组的复合材料表面电阻在10~15欧姆之间。     

基于超材料的双频吸波器设计研究

设计了一种基于超材料的双频吸波器,由介质基板和上下两层金属组成。介质基板采用厚度为0.3 mm的高频PCB(印刷电路板):Rogers RT5880(相对介电常数εr=2.2,损耗角正切tanδ=0.0009),金属层厚度0.017 mm,材质铜(电导率σ=5.8×107s/m)。顶层金属为超材料单元胞,由开口金属方环结合十字缝隙组成,底层为全覆盖金属底板。利用HFSS软件进行了电磁仿真,在超材料结构表面施加垂直入射正弦平面波激励。仿真结果表明,其对垂直入射的6.2GHz、9.9 GHz的平面电磁波吸收率分别为80.07%和98.27%。该吸波器可作为基于PCB芯片间无线互连系统的吸波层,防止电磁辐射。     

SiC/Al2O3复相纳米粉体的制备及其微波介电性能的研究

以溶胶-凝胶、碳热还原法制备了S IC/A L2O3纳米复相粉体,研究了处理温度对粉体相组成的影响及其在8.2~12.4 GH Z频率范围的介电性能。凝胶先驱体经1 700℃处理可得到S IC/A L2O3复相粉体,粉体为300~400 NM的球形颗粒,由晶粒尺寸约为45 NM的S IC和A L2O3纳米微晶组成;研究结果表明:A L原子未能固溶于S IC晶格中,导致随着粉体中A L含量的增加,复相粉体中A L2O3的量增加,粉体的复介电常数和介电损耗角正切降低。     

碳纤维厚度和规格对介电性能影响

研究了厚度对T700碳纤维长丝织物介电常数的影响,探讨了不同规格(T700,T300,T800)碳纤维长丝织物对介电常数的影响。结果表明:厚度对各种碳纤维织物组织的极化能力有较大影响。三种厚度织物的介电常数实部、虚部、损耗角正切波动效果均十分明显,T700碳纤维织物极化性能优于T300和T800碳纤维织物,但是波动大;三种规格碳纤维长丝织物的损耗能力由强到弱为T700长丝织物,T300长丝织物,T800长丝织物;T700碳纤维织物的损耗角正切值图像波动比T300和T800碳纤维织物平稳。     

雷达吸波结构机理分析及电磁设计方法研究

系统地进行了单向和多向碳纤维层板，多向有耗SiC铺层板，加入吸收剂的纺织纤维雷达反射特性，电磁参数预测方法的研究，完成了预测软件，理论计算结果与实验验证吻合较好；独立开发出了浸渍吸收剂蜂窝板的反射系数和等效电磁参数预测的关键技术，包括研究加入有耗介质的蜂窝结构散射电场的计算和电磁参数预测，完成了预测软件，将遗传算法用于宽频带多层吸波材料的优化设计和电路模拟吸波材料的设计方案探索，进行了吸波结构异波板的机理分析和电磁设计，吸收表面波涂层材料的研究，提出了涂层中表面波的吸波机理分析和设计方法。     

纳米Fe_3O_4水泥基复合材料的制备和吸波性能

以FeCl_3·6H_2O(AR)、FeSO_4·7H_2O(AR)、NH_3·H_2O(AR)为原料,采用水热法制备得到纳米Fe_3O_4,采用X射线衍射仪、扫描电镜和矢量网络分析仪对其相组成、形貌与电磁性能进行了表征,将纳米四氧化三铁掺入到水泥基材料中制备水泥基吸波材料,采用弓形法测试水泥基吸波材料在8~18 GHz频段内的吸波性能。结果表明:纳米四氧化三铁的平均尺寸在80~90 nm之间;电损耗角正切tanδe和磁损耗角正切tanδm分别在0.03~0.29和0.01~0.41之间;当其掺量为10%,试样厚度为30 mm时,水泥基复合吸波材料在8~18 GHz频段范围内的吸波性能最佳,反射率小于-10 d B的频带宽为4.7 GHz。     

无机纳米-聚酰亚胺复合薄膜介电性研究

测试了纳米Al2O3-聚酰亚胺(PI)复合薄膜和纳米SiO2-聚酰亚胺复合薄膜的介电常数、介质损耗角正切和电导电流特性.结果表明,随着无机物含量的增加,两种复合薄膜的相对介电常数和介质损耗角正切增大,电老化阈值减小;无机物含量相同时,Al2O3-聚酰亚胺复合薄膜的相对介电常数和介质损耗角正切比SiO2-聚酰亚胺复合薄膜大,电导电流大,电老化阈值小.     

Si和Al对机械合金化合成Ti3SiC2的影响

采用3Ti／Si／2C单质粉体为原料,进行机械合金化,以合成Ti3SiC2粉体。研究了Al和过量Si对机械合金化合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,机械合金化单质混合粉体,会诱发自蔓延反应。反应后产生大量坚硬的颗粒状产物。机械合金化3Ti／Si／2C粉体,会产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与颗粒产物。添过量Si并不会促进机械合金化反应合成Ti3SiC2。添适量Al可消除硅化物,明显促进反应合成Ti3SiC2。采用3Ti／Si／2C／0．15Al粉体作原料时,颗粒产物中Ti3SiC2含量最高,为92．8wt％;而采用3Ti／Si／2C／0．20Al粉体作原料时,粉体产物中Ti3SiC2含量最高,为61．9wt％。     

压电复合材料中组元介电性对其性能的影响

用PVDF分别与5种具有不同介电常数的陶瓷粉体：PMN、PNL、PLS、P4-3、P8制备压电复合材料。首先，将PVDF用N，N-二甲基甲酰胺溶解，加入一定体积比例的陶瓷粉体，搅拌状态下烘干，热压成片状，旋涂银电极，极化，最后测量其压电和介电性能。研究陶瓷组元介电性能和复合材料性能的关系。结果表明：在极化过程中陶瓷组元的低介电性有助于增强其所分担的极化电场，提高其极化率，制备出性能优良的压电复合材料。通过实验和理论计算，得出复合材料介电常数随陶瓷相体积分数的变化趋势。     

Al2O3对3Ti/Si/2C体系自蔓延高温合成Ti3SiC2的影响

以3Ti/Si/2C粉体为原料,通过自蔓延高温合成技术合成了Ti3SiC2材料。研究了Al2O3助剂对自蔓延高温合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,3Ti/Si/2C粉体会发生自蔓延反应,产物的组成相为TiC、Ti3SiC2和Ti5Si3,产物中Ti3SiC2含量约为23%。添加适量的细粒度Al2O3可显著促进反应合成Ti3SiC2,3Ti/Si/2C/0.1Al2O3原料反应后得到的产物中Ti3SiC2含量达64%。     

Effect of chemical vapor infiltration treatment on the wave-absorbing performance of carbon fiber/cement composites

Short carbon fibers were treated at high temperatures around 1100℃ through chemical vapor infiltration technology. A thinner layer ofpyrocarbon was deposited on the fiber surface. The dispersion of carbon fibers in a cement matrix and the mechanical properties of carbon fiber/cement composites were investigated by scanning electron microscopy （SEM） and other tests. The reflec- tivity of electromagnetic waves by the composites was measured in the frequency range of 8.0-18 GHz for different carbon fiber contents of 0.2wt%, 0.4wt%, 0.6wt%, and 1.0wt%. The results show that the reflectivity tends to increase with the increase of fiber content above 0.4wt%. The minimum reflectivity is -19.3 dB and the composites exhibit wave-absorbing performances. After pyrocarbon is deposited on the fiber, all the refiectivity data are far greater. They are all above -10 dB and display mainly wave-reflecting performances.     

Fabrication and sintering behavior of high-nitrogen nickel-free stainless steels by metal injection molding

High-nitrogen nickel-free stainless steels were fabricated by the metal injection molding technique using high nitrogen alloying powders and a mixture of three polymers as binders.Mixtures of metal powders and binders with various proportions were also investigated, and an optimum powder loading capacity was determined as 64vol%.Intact injection molded compacts were successfully obtained by regulating the processing parameters.The debinding process for molded compacts was optimized with a combination of ...     

Al2O3-SiC-SiAlON复合材料的制备和性能

以电熔白刚玉、α-Al2O3微粉、Si粉和矾土基β-SiAlON粉为原料,以树脂为结合剂,制备了复合材料试样.研究了1 500℃烧后试样的物相组成、显微结构以及常温物理性能、高温抗折强度和抗热震性.结果表明:(1)在刚玉中引入适量Si粉高温埋碳条件下可合成Al2O3-SiC-SiAlON复合材料,引入适量β-SiAlON可促进Si反应,且复合材料1 500℃烧结良好;(2)复合材料的高温抗折强度和抗热震性随Si粉加入量增加而提高,加入β-SiAlON后材料的高温机械性能进一步提高;(3)材料高温机械性能提高的原因在于Si粉在高温下与C、CO和N2反应生成晶须状或纤维状SiC和絮状O’-SiAlON填充气孔,形成交叉连锁的网络结构,对材料起增强和增韧作用.     

Surface Modification of Silicon Carbide Powders with Aminoorganosilanes

To study the surface modification of SiC powders with aminoorganosilanes, high solid loading and low viscosity SiC slurry was prepared. Three kinds of aminoorganosilanes were used in the experiment. Infrared Fourier transform spectrometry （Nicolet20SX, America） was applied to analyze the surface characterization of modified SiC powders. The largest solid loading of SiC coated with WD-52 slurry had increased to 54.5vo1% and the stabilization also increased remarkably. At the same time, the viscosity of SiC slurry declined. Comparing with WD-50 and WD-57, WD-52 is most effective for modification of SiC powders.     

水泥基材料隐身性能改性试验与数值模拟

以水泥为基体,添加硅灰和粉煤灰、石墨和碳纤维、纳米TiO2和钢纤维为吸波剂的试样,对8～18GHz频段内的隐身性能进行了试验分析,结果表明,硅灰和粉煤灰、纳米TiO2和钢纤维与水泥复合制成的吸波材料具有良好的隐身性能,石墨和碳纤维与水泥复合制成的吸波材料的隐身性较差,掺合材对水泥基材料吸波性能的影响必须综合考虑,并不是越多越好,掺合材超过一定极限后,材料的透波能力增强,吸波性能便会下降.在设计时对试件实验数据进行计算机模拟仿真,得到水泥基复合吸波材料,材料的电导率、复介电常数、复磁导率、介质损耗角正切等是评价吸波材料的主要参数.当掺合材作为复合吸波剂应用时,两种材料的介电损耗共同发挥衰减作用,可以明显提高试件的吸波性能,而且可以拓宽频段,比单一吸波剂的添加有着明显的优势.     

SiC/Cu纳米包裹粉体及其复合材料的制备

选用工业生产的SiC亚微米粉体,利用置换反应制备纳米Cu.采用直接还原-旋转沉淀工艺制备SiC/Cu包裹粉体.采用气氛烧结获得金属陶瓷复合材料.分别通过AES、XRD、SEM等分析方法对原始SiC粉体、包裹复合粉体和烧成样品进行表征.结果表明:包裹复合粉体具有"核-壳"结构,由于Cu的自发氧化使得复合粉体中出现Cu2O.包裹结构中SiC颗粒抑制了烧结过程中Cu的晶粒生长,从而使烧结样品呈现纳米结构.