SiC(N)/LAS吸波材料吸波性能研究

研究了由SiC(N)纳米吸收剂制备的SiC(N)/LAS吸波材料的介电性能,对影响介电性能的吸收剂的含量、吸波材料烧结温度和碳界面层等因素进行了较为全面的研究。结果表明,在1080℃以下烧结温度对陶瓷致密度的影响较大而对陶瓷介电常数的影响较小;在1080℃以上烧结温度对烧结致密度的影响较小,对陶瓷介电常数的影响较大,吸波材料介电常数的实测值与计算值之间存在很大的差异,这种差异是吸波材料制备过程中纳米级的SiC(N)促进了碳界面层形成,导致了在较高温度烧结时吸波材料介电常数对温度的敏感性,使吸波材料介电常数的实测值与计算值之间出现了很大的差异,形成的碳界面层复介电常数的虚部较高,使吸波材料对电磁波的损耗进一步升高,从而使吸波材料的吸波性能得到增强。     

制备工艺对热压烧结SiC/SiC复合材料结构与性能的影响

采用纳米SiC和亚微米SiC粉料作为基体形成原料,通过热压烧结技术制备了SiC/SiC 复合材料.研究了粉料颗粒、烧结温度、烧结压力对复合材料显微结构和各种性能的影响.结果显示,采用纳米碳化硅粉体可有效降低烧结温度,促进复合材料的致密化过程,在1780℃、20MPa条件下可获得性能优良的复合材料.而采用亚微米SiC粉体,复合材料的致密化过程需要较高的温度,但随着密度的增加,基体与纤维之间的作用力增强,不利于性能的提高.     

短切SiC纤维对LAS玻璃陶瓷复合材料性能的影响

采用热压烧结法制备了不同纤维长度的SiCsf/LAS玻璃陶瓷复合材料,研究了该复合材料的微观结构、力学性能和在8.2～12.4GHz频率范围内的微波介电性能.结果表明:SiC纤维体积含量为1%时,随着SiC纤维长度的增加,SiCsf/LAS材料的抗弯强度先增加后降低.由于碳界面层的形成,SiCsf/LAS材料要比LAS材料具有更高的介电常数和损耗.当SiC短纤维的长度为4mm时,SiCsf/LAS复合材料的复介电常数具有最大的频散效应,分析认为这与碳界面层在复合材料中形成的电偶极子有关.     

纳米SiC(N)粉体的制备及其光致发光性能研究

用双反应室激光气相合成纳米粉体装置,以六甲基二硅胺烷((Me3Si)2NH)(MeCH3)和氨气为原料,用激光诱导气相反应法合成了纳米SiC(N)粉体.采用双反应室结构不仅提高了CO2激光的利用率,而且提高了纳米粉体的产率,合成的SiC(N)粉体的粒径为20～50nm,纳米粉体的分散性好,无严重团聚.研究了纳米SiC(N)粉体的激发光谱和发射光谱,纳米SiC(N)粉体的激发光谱峰的位置为205.4nm,峰的强度为1862 a.u.,发射光谱峰的位置为505.2nm,峰的强度为1499 a.u.,纳米SiC(N)粉体在紫外激发下发出蓝绿色荧光.纳米SiC晶体中与N有关的缺陷是引起蓝绿光发射的主要原因.N原子是浅施主杂质,在SiC晶格中占据了C原子的位置,在外界能量的激发下,N原子最外层电子从激发态跃迁到基态而释放出光子.     

反应烧结法制备 SiC(w)/SiC 光学结构件复合材料

本文研究目的是制备一种与RB-SiC反射镜镜坯材料力学、热学性能匹配的高断裂韧性的镜框等光学构件材料(SiC(w)/SiC)。利用反应烧结法制备了SiC晶须增强SiC陶瓷复合材料(SiC(w)/SiCCMC)。测试了SiC(w)/SiC复合材料的主要力学性能和热学性能。结果表明,采用反应烧结法制备的SiC(w)/SiC复合材料具有良好的综合性能,其弯曲强度为243MPa;裂韧性值(KIC)从4.49MPa.m1/2提高到6.43MPa.m1/2,提高了43.2%;其热导率(125.3W/m·K)与RB-SiC陶瓷(119.3W/m·K)的热导率接近。初步探讨认为,SiC晶须的拔出、桥连现像和新生纳米SiC颗粒的存在是SiC(w)/SiC复合材料的主要增韧机理。     

一种用于制备纳米SiC/Si_3N_4复合粉体的CVD新工艺的热力学分析(英文)

综述了SiC/Si3 N4 复合粉体的力学性能和制备方法 ,提出了一种制备纳米级SiC/Si3 N4 复合粉体的新方法 ,并通过热力学分析提出了合成条件     

SEM/EDS分析纳米TiN颗粒在SiC陶瓷中的分布状况

采用水基喷雾造粒技术制备SiC/纳米TiN复合粉体,并借助二步成型和无压烧结技术制备SiC/纳米TiN复合陶瓷,利用场发射扫描电镜结合能谱分析(SEM/EDS)研究了纳米TiN颗粒在SiC/纳米TiN复合粉体、素坯及烧结体过程中的分布状态,借此评价制备工艺。     

微纳米SiC/环氧树脂复合材料的界面和非线性电导特性

以微米和纳米SiC为填料,制备了不同填料配比的微纳米SiC/环氧树脂(EP)复合材料。测试了微纳米SiC/EP复合材料的玻璃化转变温度、室温介电谱和直流电导特性。分析了填料与基体之间的界面对玻璃化转变温度、介电谱及直流电导特性的影响。实验结果表明,在微米和纳米SiC填料的共同掺杂下,随着纳米SiC填料含量的增加,微纳米SiC/EP复合材料的玻璃化转变温度先降低后升高。在相同频率下,微纳米SiC/EP复合材料具有更低的相对介电常数和低频损耗峰幅值。与EP相比,微纳米SiC/EP复合材料具备显著的非线性电导特性。与微米SiC/EP复合材料相比,微纳米SiC/EP复合材料具有更高的非线性指数和阈值电场强度。微纳米SiC/EP复合材料的非线性电导特性与SiC颗粒和EP基体之间的界面区密切相关。      

Si2ON2 /LAS纳米复合材料的制备与性能研究

研究了Si2ON2/LAS纳米复合材料的制备和性能。结果表明,纳米β－Si3N4可在较低温度下与玻璃热压烧结制备出Si2ON/LASX纳米复合材料,材料的力学性能与生成的纳米Si2ON2含量有关,Si2ON2的含量在20％时材料的抗弯强度和断裂韧性达量高值,分别比未加Si2ON2的材料提高31％和88％。纳米Si2ON2的含量超过20％时,材料的力学性能急剧下降,其原因是材料的致密度迅速降低。     

微波烧结Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的研究

以分析纯Al(NO3)3.9H2O·NH3.H2O和50 nm的SiC粉体为原料,采用溶胶-凝胶法制备干凝胶,经热处理合成Al2O3/SiC纳米复合粉体。利用微波烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,并与常规烧结比较,分析了两种烧结方法对制备试样的力学性能影响。结果表明,与常规烧结相比,微波烧结可以提高Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的强度和韧性,改善材料的显微结构,促进致密化和晶粒生长。     

High temperature flow behaviour of SiC reinforced lithium aluminosilicate composites

The compressive flow behaviour of lithium aluminosilicate (LAS) glass, with and without SiC particulate reinforcements, was studied. The LAS glass crystallized toβ spodumene during high-temperature testing. The flow behaviour of LAS glass changed from Newtonian to non-Newtonian due to the presence of crystalline phase. Further, with the addition of 40 vol.% SiC additions, the strain rate sensitivity of flow stress decreased. While the activation energy for flow in LAS was 300 kJ/mole, it increased to 995 kJ/mole with the addition of 40 vol.% SiC reinforcements.     

纳米SiC纤维改性短切碳纤维增强Si_3N_4陶瓷介电响应及吸波性能

以甲基三氯硅烷为原料,采用催化化学气相沉积(CCVD)工艺在短切碳纤维(C_(fd))表面制备了纳米SiC纤维(nano SiC_f)改性层,并采用凝胶注模-无压烧结工艺制备了nano SiC_f-C_(fd)/Si_3N_4和C_(fd)/Si_3N_4复合材料。使用矢量网络分析仪研究了nano SiC_f-C_(fd)和C_(fd)对Si_3N_4陶瓷在X波段(8.2~12.4GHz)的介电响应和吸波性能的影响。结果表明:nano SiC_f-C_(fd)/Si_3N_4和C_(fd)/Si_3N_4复合材料的复介电常数和介电损耗角正切值(tanδ)均随纤维添加量增加而增大;相同纤维含量时,nano SiC_f-C_(fd)/Si_3N_4复合材料的介电常数实部比C_(fd)/Si_3N_4复合材料有所降低,但损耗角正切升高。反射损耗结果表明:nano SiC_f-C_(fd)/Si_3N_4复合材料拥有更优的电磁波吸收效果。nano SiC_f-C_(fd)含量为2wt%、d=2.5mm时,出现最大吸收峰-14.95dB,反射损耗优于-5dB,波段频宽达3.5GHz。nano SiC_f界面改性能有效提高C_(fd)/Si_3N_4复合材料的吸波性能。     

SiCNW-Cf/LAS复合材料的制备和电磁波吸收性能EI北大核心CSCD

采用热蒸发法,以乙炔黑为碳源,在碳纤维(Cf)布上制备不同摩尔硅碳比的SiC纳米线(SiCNW)。通过浆料浸渍及真空烧结工艺,以不同摩尔硅碳比下制备的SiCNW-Cf作为中间夹层制备SiCNW-Cf/LAS(Li2O-Al2O3-SiO2)复合材料。结果表明:随着摩尔硅碳比的减小,SiCNW的直径不断减小,产量先增加后减小,并在摩尔硅碳比为1∶3时达到最高。摩尔硅碳比为1∶1时,所制备的SiCNW-Cf/LAS具有对电磁波的最低反射损耗-40.9dB(7GHz,3mm)。摩尔硅碳比为1∶3时,所制备的SiCNW-Cf/LAS具有吸收电磁波的最大有效带宽4.61GHz(Ku波段,1.5mm)。SiCNW-Cf/LAS复合材料优异的吸波性能归因于其对电磁波较高的介电损耗、散射损耗以及LAS对材料与空间阻抗匹配的调整。     

SiC纤维/LAS复合材料的TG-DTA-MS研究

本文首次用TG-DTA-MS联用技术对SiC纤维/LAS微晶玻璃复合材料的热分解过程、机制及其与晶化的关系进行了研究。提出了该复合材料界面形成碳层的热力学和质谱分析判别依据,并对晶化前后的复合材料的热分解行为作了实验对比和理论分析。      

反应烧结制备Si3N4/SiC复相陶瓷及其力学性能研究

以两种不同配比Y₂O₃/Al₂O₃ (A, 2:3; B, 3:1, 总量15 wt%)为烧结助剂, 通过添加不同质量分数的SiC粉体,反应烧结制备了高强度的氮化硅/碳化硅复相陶瓷。并对材料的相组成、相对密度、显微结构和力学性能进行了分析。结果表明: 在1700℃保温2 h情况下, 烧结助剂A 与B对应的样品中α-Si₃N₄相全部转化为β-Si₃N₄; 添加5wt% SiC, 烧结助剂A对应样品的相对密度达到最大值94.8%, 且抗弯强度为521.8 MPa, 相对于不添加SiC样品的抗弯强度(338.7 MPa)提高了约54.1%。SiC能有效改善氮化硅基陶瓷力学性能, 且Si₃N₄/SiC复相陶瓷断裂以沿晶断裂方式为主。     

SiC纤维／LAS复合材料的TG－DTA－MS研究

本文首次用ＴＧ－ＤＴＡ－ＭＳ联用技术对ＳｉＣ纤维／ＬＡＳ微晶玻璃复合材料的热分解过程、机制及其与晶化的关系进行了研究。提出了该复合材料界面形成碳层的热力学和质谱分析判别依据，并对晶化前后的复合材料的热分解行为作了实验对比和理论分析。     

用聚碳硅烷为先驱体制备SiC/Si3N4纳米复相陶瓷

采用聚碳硅烷(PCS) 为先驱体, 利用原位生长法制备SiC/Si₃N₄ 纳米复相陶瓷, 其室温弯曲强度和断裂韧性达到了637M Pa 和8. 10M Pa·m1/2 。研究了材料微观结构的形成及断裂机理,指出在微观结构的形成过程中, 控制SiC 纳米微晶的生成和B-Si₃N₄ 柱状晶的生长是关键, 而增韧补强的主要原因在于形成了晶内型结构和长径比大(大于7. 5) 的Si₃N₄ 柱状晶, 从而改变了断裂机理。      

Development of a microwave sintered TiO2 reinforced Sn–0.7wt%Cu–0.05wt%Ni alloy

The use of reinforcing nano-size ceramic particulates is a promising method to improve the mechanical and thermal properties of lead-free solder materials. In addition, advanced fabrication processes routes such as microwave sintering powder metallurgy (PM) enhance properties in the fabrication of composite solders. To elucidate the mechanisms underlying the improvements in mechanical and thermal properties, Sn–Cu–Ni with TiO₂ nano-composite additions, fabricated via a microwave sintering PM method, were investigated using state-of-the-art characterization techniques. Synchrotron micro-X-ray fluorescence (XRF) results detected trace Ti in the solder matrix. This was consistent with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) results which indicated that nano crystals were within the Sn matrix. It is possible these nano crystal form due to the migration of Ti during the rapid high energy microwave heating. A hypothesis of improved thermal and mechanical properties of nano-composite solders is discussed based on the results and the microwave sintering PM route was discussed as a promising method for next generation lead-free solder processing.     

Improved sinterability of SiC(w)/Si3N4 composites by whisker-oriented alignment

Effects of whisker-oriented alignment on sintering behavior of SiC(w)/Si₃N₄ composites were investigated by sintering curves of SiC(w)/Si₃N₄ compacts with different whisker alignment (random and unidirectionally oriented). It was found that whisker-oriented alignment led to considerable anisotropy of linear shrinkage and sintering rate of SiC(w)/Si₃N₄ compacts during sintering. Whisker-oriented alignment could improve the sinterability of the SiC(w)/Si₃N₄ composites and consequently improve the maximum fraction of whisker addition and reduce the content of sintering additives without obviously lowering the density, which are more beneficial to exert the best reinforcing effects of whiskers and mechanical properties of SiC(w)/Si₃N₄ composites at elevated temperature.