【摘 要】
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以Si3N4陶瓷为基体,分别添加碳纤维(Cf)、SiC纳米纤维(SiCnf)和SiC纳米纤维包覆碳纤维(SiCnf-Cf)作为吸波剂,采用凝胶注模和无压烧结工艺制备Si3N4、Cf/Si3N4、SiCnf/Si3N4和SiCnf-Cf/Si3N44种Si3N4基复合材料,并对其微观结构、室温和800℃的介电性能和吸波性能进行了对比研究.结果 表明:SiCnf有效改善了Cf与Si3N4的高温化学相容性,使得Cf在基体中保存完好并相互连接成导电网络,导致SiCnf-Cf/Si3N4复合材料中电子传导增强和存在
【机 构】
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湖南工业大学冶金与材料工程学院,湖南株洲412007;中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙410083
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以Si3N4陶瓷为基体,分别添加碳纤维(Cf)、SiC纳米纤维(SiCnf)和SiC纳米纤维包覆碳纤维(SiCnf-Cf)作为吸波剂,采用凝胶注模和无压烧结工艺制备Si3N4、Cf/Si3N4、SiCnf/Si3N4和SiCnf-Cf/Si3N44种Si3N4基复合材料,并对其微观结构、室温和800℃的介电性能和吸波性能进行了对比研究.结果 表明:SiCnf有效改善了Cf与Si3N4的高温化学相容性,使得Cf在基体中保存完好并相互连接成导电网络,导致SiCnf-Cf/Si3N4复合材料中电子传导增强和存在多重弛豫现象,在室温和800℃高温下均展现出最高的介电损耗值和最优的吸波性能.室温时,SiCnf-Cf/Si3N4复合材料的最小反射损耗值为-15.2 dB(厚度为2.57 mm),有效吸收带宽(反射率＜-10dB)为1.9 GHz(厚度为2.3 mm);800℃时,最小反射损耗值达到-20.4 dB(厚度为2.0mm),有效吸收带宽增大到3GHz(厚度为2.25 mm).SiCnf-Cf/Si3N4复合材料的主要吸波机制为多重反射和散射、电传导损耗、电子极化和多重弛豫;800℃时,电子热运动加剧使电子极化和传导增强,吸波性能进一步提高.进一步优化SiCnf-Cf/Si3N4复合材料的吸波性能,其有望作为优异的吸波材料应用于高温吸波领域.
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