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SiC多孔材料的制备及其抗压性能和吸波性能研究

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第1章 绪论

1.1 课题背景和研究意义

1.2 吸波材料的研究现状

1.3 SiC多孔材料的研究现状及展望

1.4 本文构想及主要研究内容

第2章 实验材料及测试方法

2.1实验药品与设备

2.2实验方法及工艺流程

2.3材料性能表征方法

第3章 SiC多孔材料的制备及表征

3.1 碳多孔骨架的制备及成分和结构研究

3.2 SiC多孔材料的制备工艺及成分研究

3.3 SiC多孔材料的形貌和结构研究

3.4 SiC生长机制研究

3.5 本章小结

第4章 SiC多孔材料的抗压性能和吸波性能研究

4.1 碳多孔骨架的抗压性能研究

4.2 SiC多孔材料的抗压性能研究

4.3 SiC多孔材料的吸波性能研究

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

声明

致谢

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摘要

SiC多孔材料是吸波/承载一体化的结构型吸波剂，并且具有轻质、宽频、强吸收的特点，在电磁波吸收领域尤其是高温吸波方面有着极大的研究价值和应用前景。作为结构型吸波剂，SiC多孔材料既要具有优异的吸波性能，还要具备良好的力学性能。本论文主要是对制备的SiC多孔材料的抗压和吸波性能进行评价和研究，为满足实际应用，SiC多孔材料的最大抗压强度要大于4MPa，并且高温条件下的最小反射损耗要低于-10dB。
　　本论文首先制备出碳多孔骨架，再以其作为碳模板来与硅源反应，得到复制了碳多孔骨架孔结构的SiC多孔材料。通过对制备工艺的研究，确定了碳多孔骨架的炭化温度为800℃，此温度下碳多孔骨架的抗压性能和化学反应活性最佳；SiC多孔材料的制备则要选择按摩尔比1:1混合的SiO2和Si混合物作为外部硅源，1500℃烧结5h才能使硅源和碳源充分反应生成SiC，如果碳多孔骨架中含有内部硅源时，会使反应更加彻底。借助XRD、SEM、红外光谱和拉曼等测试手段对SiC多孔材料的成分、形貌和结构进行了表征，研究发现，SiC多孔材料可以复制碳多孔骨架的多孔结构特征，通过改变酵母量可以在5-150μm范围对其孔径大小和分布进行调节，并且SiC多孔材料的孔隙率可以达到70％左右。此外，在SiC多孔材料的开孔处和孔道内部有大量SiC纳米线生成，纳米线的存在可以提高材料的抗压强度，最后对SiC的生长机制进行了探讨。
　　SiC多孔材料的抗压性能较碳多孔骨架有所提升，所制备的SiC多孔材料的最大抗压强度都在5MPa以上，其中抗压性能最佳的SiC多孔材料的最大抗压强度可以达到9.8MPa。TG曲线分析发现SiC多孔材料从室温到800℃范围具有非常好的稳定性，即使是含碳的SiC多孔材料在600℃以下也可以具有良好的稳定性，说明SiC多孔材料可以应用在高温环境中。在X波段从室温到700℃的吸波性能研究发现，SiC多孔材料的吸波性能随着温度的升高而增强，在700℃达到最佳，其最小反射损耗都在-12dB以下，当频率为11.8GHz时，更是具有-34dB的最小反射损耗。

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