PDCS-SiCN(Fe)陶瓷的制備及吸波性能研究.pdf

1、由于無線通信傳輸系統(tǒng)和治理電磁污染的需要，以及隱身技術(shù)的發(fā)展，電磁波吸收材料的研發(fā)與應(yīng)用成為材料領(lǐng)域研究的熱點。傳統(tǒng)的電磁波吸收材料密度高，吸收能力較低，阻抗匹配特性差，因此，新一代以“寬、薄、輕、強”為特點的吸波劑成為當前吸波材料的主要研究方向。
　　硅碳氮前驅(qū)體陶瓷(PDCs-SiCN)是具有獨特的非晶結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)陶瓷，其熱穩(wěn)定性高，理論密度只有2g·cm-3左右，在高溫熱處理過程中PDCs-SiCN陶瓷逐漸從非晶結(jié)構(gòu)中自由碳析

2、出量增大，使其具有特殊的介電性能，被認為在吸波性能方面具有一定的潛力。將PDCs-SiCN前驅(qū)體陶瓷與磁性材料復(fù)合，能夠制備出性能優(yōu)異的輕質(zhì)復(fù)合吸波材料。同時利用兩類吸波介質(zhì)的優(yōu)點，調(diào)節(jié)材料的電磁參數(shù)，進一步改善提高材料的吸波性能。
　　本文以聚硅氮烷為聚合物前驅(qū)體，通過前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備了PDCs-SiCN陶瓷，分析了其交聯(lián)固化行為中結(jié)構(gòu)組成的變化，并對熱處理得到陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)變化、電學性能、介電性能和微波吸收性能進行了分析。另外

3、，以乙酰丙酮鐵、納米氧化鐵為原料，進一步制備了含鐵硅碳氮前驅(qū)體陶瓷(PDCs-SiCN(Fe)陶瓷），通過對所制備陶瓷的物相、微觀結(jié)構(gòu)式以及電磁性能進行分析，得到吸波性能明顯提高的材料。
　　通過PDCs-SiCN以及PDCs-SiCN(Fe)陶瓷的制備及性能的研究，主要得出如下結(jié)論:
　　研究了交聯(lián)固化溫度(100～800℃)及熱處理溫度(900～1400℃)對PSZ前驅(qū)體物相及微結(jié)構(gòu)的影響和電學性能以及介電性能的影響，研

4、究發(fā)現(xiàn)在交聯(lián)溫度為600℃時，已基本形成無定形態(tài)SiCN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著熱處理溫度的增加，PDCs-SiCN陶瓷仍表現(xiàn)為均一穩(wěn)定的非晶結(jié)構(gòu)，自由碳析出量增大，1100℃得到的PDCs-SiCN陶瓷密度只有1.8g·cm-3左右。在2～18GHz頻段下PDCs-SiCN陶瓷的介電常數(shù)隨著頻率的升高逐漸降低，在6～18GHz頻段內(nèi)反射率均小于-10dB，大約90％的電磁波在該頻段能被吸收，具有一定的吸波性能。
　　以乙酰丙酮鐵、納米氧化

5、鐵為原料，制備了PDCs-SiCN(Fe)陶瓷，對所制備陶瓷的物相與微觀結(jié)構(gòu)、電性能以及電磁性能進行了分析。以乙酰丙酮鐵為原料的a-PDCs-SiCNFe陶瓷，其主晶相為α-Fe相和C相，加入磁性相的PDCs-SiCN(Fe)陶瓷的電磁性能明顯改善，尤其是a-SiCN-Fe0.26陶瓷在16～17GHz左右，陶瓷的介電損耗角正切能達1.8左右，磁損耗角正切在0.7左右，在7～11.5GHz頻段內(nèi)陶瓷的反射率能達到-10dB，大約90％的

6、電磁波在該頻段能被吸收;以納米氧化鐵為原料的b-PDCs-SiCNFe陶瓷，其主晶相仍為α-Fe和C，其中b-SiCN-Fe023陶瓷在14.5～15.5GHz的磁損耗角正切達1.4，4～16GHz頻段內(nèi)陶瓷反射率能達到-10dB以下，大約90％的電磁波在該頻段能被吸收，所得的PDCs-SiCN(Fe)陶瓷的吸波性能得到了明顯提高。
　　本論文制備的PDCs-SiCN陶瓷和PDCs-SiCN(Fe)陶瓷，為均一穩(wěn)定的非晶結(jié)構(gòu)，其密