SiC(N)/LAS纳米陶瓷复合材料的介电特性

采用LAS玻璃粉末和激光诱导法制备的纳米SiC(N)粉体,通过热压烧结法制备了SiC(N)/LAS纳米陶瓷复合材料,研究了该复合材料在8.2～12.4GHz频率范围内的微波介电特性。结果表明,SiC(N)/LAS的介电常数主要受纳米SiC(N)粉体含量的控制,此外还与烧结温度有关。随着烧结温度的提高,复合材料介电常数和介电损耗均随之增大。SiC(N)/LAS对电磁波的损耗作用明显优于同体积分数的纳米SiC(N)与石蜡混合体,这与烧结过程中形成的碳界面有关。

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。

SiC(N)纳米粉体的吸波性能研究

采用CVD法合成了SiC(N)纳米粉体.在NH3流量为0～480ml/min范围内,合成了氮原子百分含量随NH3流量逐渐增大的一系列SiC(N)纳米粉体.研究了SiC(N)纳米粉体的介电常数和介电损耗角正切与粉体组成的关系.发现介电常数的实部、虚部和介电损耗角正切均随粉体中氮原子摩尔分数的升高而降低.依据粉体的介电常数设计了双层吸波涂层,涂层的吸波效果随粉体氮含量的升高而降低.N原子取代SiC晶格中C产生的带电缺陷在电磁场作用下的极化弛豫是SiC(N)纳米粉体吸波的主要机理.

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 coherentpotential,QCA-CP) )研究了含纳米 Si C(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 Si C(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 Si C(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 。

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)(Me:CH3)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.

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。