SiC纳米晶/非晶复合纳米纤维的制备和场发射性能研究

采用阵列碳纳米管作为模板制备出了SiC纳米晶/非晶复合纳米纤维(以下称SiC纳米纤维),并对其晶体结构、形貌和精细结构使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)进行了表征.比较了SiC纳米纤维和碳纳米管模板的场发射性能,研究了SiC纳米纤维直径的变化对其绝对场增强因子的影响.结果表明:SiC纳米晶/非晶复合纳米纤维具有特殊的"树状"结构,顶端及"树枝"中分布着大量的SiC纳米晶粒.SiC纳米晶粒以及特殊的分支结构增强了SiC纳米纤维的场发射性能,开启场强低至1.1 V/μm,仅为相同直径碳纳米管模板的1/2.随着SiC纳米纤维直径的减小,绝对场增强因子β0呈明显增大趋势.     

SiC纤维电磁性能的改性研究

SiC吸波纤维作为一种理想的高性能结构吸波复合材料的增强体,具有极其重要的应用价值。而要使普通先驱体法SiC纤维具备较好的吸波性能,必须对SiC纤维的电磁性能进行改性。介绍了SiC纤维电磁性能的几种改性方法,比较了各种方法的优缺点,分析了目前我国SiC纤维电磁改性研究中的不足。     

漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料的制备及吸波性能研究

以溶胶–凝胶自蔓延燃烧法与原位掺杂聚合法相结合的方式制备了漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)等表征了材料的微观形貌、晶体结构及组成。采用矢量网络分析仪在2~18 GHz频段内测定了复合材料的电磁参数。结果表明:所制材料的介质损耗和磁损耗最大值分别为0.30和0.52;当样品吸波层厚度为3.0 mm时,在电磁波频率为7.1 GHz时样品的反射损耗峰值为–33.74dB,在–20 dB的吸收带宽为3.2 GHz。     

激光熔覆SiC/不锈钢粉末复合涂层的组织与性能

用 2 k W Nd:YAG激光在 4 0 Cr钢基体上制取了 Si C强化的 Fe基复合材料涂层 ,并对熔覆层进行了显微组织结构和性能测试 .加入的 Si C包括颗粒状和纤维状两种形态 ,通过调整颗粒状Si Cp和纤维状 Si Cf的加入量 ,研究了 Si C在激光熔覆过程中的演变、存在形式及对熔覆层硬度的影响 .结果表明 ,随着加入量的增加 ,熔覆层中未熔 Si C含量增加 ,熔覆层硬度也随之提高 ;对比加入颗粒状和纤维状 Si C的熔覆层的显微硬度表明 ,同含量情况下纤维状 Si C的强化效果更显著 ;造成熔覆层硬度显著提高的原因是未熔 Si C,析出相 Fe Si C的弥散强化和熔入的 Si,C元素引起的固溶强化作用 .     

铝合金表面激光熔覆SiC/金属基复合涂层的组织与性能研究

采用 ２ｋｗ的 Ｎｄ： ＹＡＧ激光器,在铝合金基体表面用预置法分别激光熔覆 ＮｉＣｒＡｌ／ＳｉＣｐ（颗粒）、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ／ＳｉＣｐ、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ／ＳｉＣｗ（晶须）复合粉末,获得了厚度约为 １ｍｍ的耐磨涂层。借助Ｘ射线衍射及电子探针,对不同涂层的显微组织作了对比分析,并测试了其显微硬度及耐磨性。结果表明由于细晶强化、固溶强化及未熔ＳｉＣ的弥散强化作用,与基体相比涂层硬度提高了４～５倍,耐磨性能提高了２～５倍。     

热处理对羰基铁粉磁性能和吸波性能的影响

为了改善羰基铁粉的微观结构和吸波性能,对羰基铁粉吸收剂在氮气氛下进行了热处理,热处理温度为300℃,热处理时间为30 h,研究了羰基铁粉的磁性能和在2～18 GHz的吸波性能。以热处理前后羰基铁粉作为吸收剂制备了单层吸波涂层,涂层的厚度为1.2 mm时,热处理羰基铁粉吸波涂层在10.2～15.4 GHz反射率R小于-10 dB,反射率小于-10 dB的频宽为5.2 GHz,反射率小于-5 dB的频宽为10 GHz;最大吸收峰在12.8 GHz,反射率R为-22.68 dB。磁性能研究表明,热处理后随着矫顽力的增加,在2～18 GHz羰基铁粉的微波吸收峰向高频移动,而且吸收峰变宽,吸波性能得到大幅提高。     

尖晶石型铁氧体/TiO2复合材料的水热法制备及性能研究进展

综述了尖晶石型铁氧体/TiO₂复合材料的水热法制备与性能研究进展,包括零维、一维结构的尖晶石型铁氧体/TiO₂复合材料和特殊形貌的尖晶石型铁氧体/TiO₂/石墨烯复合材料的水热法制备研究现状,以及复合材料电化学性能、光催化性能、吸波性能的研究进展。总结了二元或三元复合材料由于充分发挥了各组分材料间的协同作用以及复合材料具有的独特结构,使复合材料具有优异的电化学性能、光催化性能和吸波性能。指明未来应以水热法制备尖晶石型铁氧体/TiO₂/石墨烯三元复合材料为目标,向着引入中空过渡层以及制备具有特殊结构的三元复合材料方向发展。     

RGO/Fe3O4/PLA复合吸波剂组合及分布方式对角锥吸波性能的影响

在获得石墨烯(RGO)/聚乳酸(PLA)、RGO/四氧化三铁(Fe₃O₄)/PLA多种复合吸波线材的基础上,利用熔融沉积成形技术打印了三层角锥吸波体。利用CST仿真与实验研究了吸波剂组合和分布方式(水平梯度分布和立体梯度分布)对角锥吸波性能的影响,并揭示了吸波机理。研究结果表明,对于均质吸波体,双组元吸波剂吸收性能更佳,且吸波性能随石墨烯的含量增加而改善;对于吸波剂梯度分布吸波体(此时锥体高度为16 mm,底面尺寸为10 mm×10 mm),立体梯度分布时(加入质量分数分别为3%、5%、7%的三层吸波剂石墨烯)可获得最强吸波效果：在6.1～18.0 GHz范围内的反射损耗低于-10 dB,有效吸波带宽可达11.9 GHz以上,在17.2 GHz处达到最高吸收强度为-45.8 dB;相对吸波剂组合,分布方式对角锥吸波能力具有更大影响,立体分布方式的吸波体一方面改善阻抗匹配特性,保证有效吸波带宽,另一方面增大多重散射、反射与球状衍射损耗,提高吸波强度。     

阵列式碳纤维复合材料的制备与微波吸收机理研究

以碳纤维为代表的碳材料具有质轻、导电性好、化学稳定性强等突出的物理化学性质,将其作为吸波剂使用可以提升材料的吸波性能、使用寿命并有效降低重量。通过“电场取向优化+基体灌封固化”的工艺完成了不同组分阵列式碳纤维复合材料的制备,采用SEM、FT-IR等手段对材料的形貌和化学成分进行表征,利用矢量网络分析仪对材料在2～18 GHz频段内的复介电常数和复磁导率进行表征,分析了微观结构对材料电磁参数、界面阻抗匹配及电磁波吸收性能的影响规律,最后研究碳纤维空间排布形式、复配粉体成分对其吸波性能的影响机制。结果表明,材料的电磁损耗机制由电介质损耗、干涉相消、界面极化弛豫、磁损耗共同构成;当复合材料厚度为2.0 mm时,反射率<-10 dB(6.1～7.6 GHz),在6.5 GHz处最大衰减值为-15.2 dB,热导率达到3.2 W/(m·K);验证所制备的材料在满足电磁波吸收功能的同时还具有一定的导热性。     

氧化热处理优化NdFeCo磁粉的吸波性能

采用熔炼-高能球磨-氧化热处理的工艺,制备NdFeCo磁粉。借助X射线衍射仪和网络矢量分析仪等,研究氧化热处理对NdFeCo磁粉的相组成和吸波性能的影响。结果表明,经过100℃的氧化热处理后,NdFeCo磁粉中出现Nd_2O_3和少量Fe_2O_3相。当涂层厚度为2.0 mm时,经过氧化热处理的Nd_(23.25)Fe_(76.75-x)Co_x(x=10,20,30,40)系列磁粉的反射率最低值从-5.5,-16.5,-11.8,-6.5 dB分别降至-22.5,-23.1,-27.2,-15.8 dB,说明氧化处理可以有效地增强NdFeCo磁粉的吸波性能,经分析证明吸波性能增强的主要原因是由于阻抗匹配的优化。     

Ni含量对Nd2Fe17磁粉吸波性能的影响

采用高能球磨和微氧化气氛热处理制备了Nd2(Fe1-rNix)17(x=0,0.05,0.15,0.50)吸波粉体,研究了Ni的含量对NdFeNi粉体的相组成和吸波性能的影响.结果表明:当x=0,0.05,0.15和0.50时,样品的组成相均是Nd2Fe17、α-Fe和Nd2O3相.NdFe样品对电磁波的损耗以介电损耗为主;NdFeNi样品对电磁波的损耗以磁损耗为主.随着Ni含量的增加,样品对微波的吸收峰逐渐向低频移动,且其反射率逐渐升高.     

流延法制备铁基吸波电磁厚膜的工艺和吸波性能研究

采用流延法制备了铁基吸波电磁厚膜,通过优化混料工艺制备出的厚膜可以达到200μm厚。通过DSC测试确定了叠层固化温度在130℃,固化后的样品可以用于多层吸波结构。通过实验确定了树脂含量21%(质量分数)的浆料和50～80 g/inch的离型力PET膜润湿性良好,流延膜可以连续收卷。测试了2.6～3.95 GHz内吸波厚膜的电磁参数,用弓形法测试了反射率。研究发现:球状铁粉含量85%(质量分数)的吸波厚膜吸收峰值可达-24 dB,-10 dB以下的吸收带宽为4.2 GHz。制备的球状铁粉和片状铁粉基吸波电磁厚膜样品在2～18 GHz范围内搭配使用可以有效吸收电磁波。     

Fe/Al_2O_3/石蜡复合材料的制备及微波吸收性能研究

为了改善Fe粉的微波吸收性能,采用sol-gel法与H_2还原法制备了w(Al_2O_3)为0.5%~5.0%的Fe/Al_2O_3复合粉。利用SEM和激光粒度分析仪分析了所制粉末的形貌与粒度分布;并将所制复合粉末与石蜡按质量比80:20制成Fe/Al_2O_3/石蜡复合材料,研究w(Al_2O_3)对复合材料微波吸收性能的影响。结果表明:Fe/Al_2O_3复合粉的外形呈片状与针状,其粒度分布很宽。当w(Al_2O_3)由0增加到5.0%时,复合材料的复介电常数实部ε′从11增加至21;复磁导率虚部μ″呈多模共振的曲线形式;w(Al_2O_3)为2.0%,厚为2mm的Fe/Al_2O_3/石蜡复合材料的–5dB反射损失R频宽为4.6GHz。     

1200 V/600 A SiC功率模块的设计与实现

设计并实现了一款1 200 V/600 A半桥结构的大功率SiC模块.模块内部通过SiCMOSFET多芯片并联构成.针对传统模块中由于功率回路与驱动回路的耦合而导致的并联芯片不均流问题,将芯片的辅助驱动电极从芯片表面引出,避免了两者的耦合问题.同时借助仿真软件,证明了并联芯片的不均流问题得以改善.将本设计模块与国外同规格的SiC模块进行了电学参数的测试对比,同时与同规格的Si基IGBT模块进行对比.结果 表明本设计模块与国外模块相比,静态性能略差,动态性能更优;且SiC模块的损耗比同规格的Si基模块的降低了约51％.对SiC功率模块进行了相关可靠性试验,结果显示样品均未发生失效.     

石墨表面化学镀Ni-P非晶的制备与电磁性能

为了提高石墨吸收剂的阻抗匹配能力,改善其吸波性能,采用化学镀法对石墨表面进行镀Ni-P改性。研究了镀层的相组成、形貌、成分和样品的电磁吸波性能。结果表明:石墨表面包覆了一层非晶态Ni-P镀层;与原始石墨相比,在2GHz时,镀Ni-P非晶石墨复合材料的ε′和ε″分别明显降低至6.6和0.4,μ′和μ″分别略微增加至1.08和0.26,其吸收频带得到展宽,在14GHz的最小反射率为–7.0dB,反射率小于–5dB的吸收频带宽达4GHz。     

羰基铁粉/二氧化锰复合材料的微波吸收性能

以羰基铁粉(CIP)和二氧化锰为吸收剂,石蜡为基体制备了羰基铁粉/二氧化锰复合材料。在2~18 GHz的微波频段,测量了所制复合材料的介电常数和磁导率,在吸收剂质量分数为80%的基础上,讨论了二氧化锰与羰基铁粉的比例对复合材料吸波性能的影响。结果表明,随着二氧化锰与羰基铁粉质量比的增加,复合材料的磁导率实部和虚部及介电常数实部均逐渐减小,吸收峰向高频方向移动。当?(MnO2:CIP)为2:3时,所制复合材料的吸波性能最好,当涂层厚度为1.5 mm时,其反射损耗(RL)小于-10 dB的带宽达6.7 GHz(10.0~16.7 GHz)。     

考虑温度影响的SiC MOSFET动态性能分析与优化

SiC器件的高开关速度使其瞬态过程的非理想特性大为增加,对杂散参数也更为敏感,容易激发高频振荡和过冲.为充分发挥其高开关速度优势,提升系统控制性能,首先,建立SiC MOSFET开关瞬态解析模型,提取了开关过程的关键动态性能参数电流变化率(di/dt)和电压变化率(dv/dt);其次,通过理论分析,明确了di/dt和dv/dt的关键影响因子为驱动电阻、栅源电容、栅漏电容和温度.然后,在Simplorer软件中搭建双脉冲测试电路,定量分析了不同驱动参数和温度对di/dt和dv/dt的影响规律.结果 表明:驱动参数对di/dt和dv/dt具有不同的控制效果,并且di/dt和dv/dt在开通、关断过程分别体现正温度特性和负温度特性.最后,以150℃环境为例,通过减小关断电阻补偿温度影响,实现了在不增大电应力的前提下,关断损耗降低了8.37％.     

铁硼加入量对NdFeB材料吸波性能的影响

采用高能球磨和微氧化热处理方法制备了铁和硼含量不同的钕铁硼(NdFeB)吸波粉体,研究了铁硼加入量对NdFeB粉体吸波性能的影响。结果表明:所制NdFeB粉体和NdFe粉体均由α-Fe、Nd2O3和Fe2O3相组成;向Nd2Fe14B粉体添加30%的Fe后,其反射率最小值从–7.02 dB降低到–13.63 dB,吸收峰频率从6.80 GHz升高到10.6 GHz;NdFe粉体对电磁波的损耗以介电损耗为主,而NdFeB粉体对电磁波的损耗以磁损耗为主。向70%Nd2Fe14+30%Fe粉体加入B后,其反射率最小值降至–13.63 dB、吸收峰频率升至10.6 GHz。