本文關(guān)鍵詞：SiC多孔材料的制備及其抗壓性能和吸波性能研究

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【摘要】：SiC多孔材料是吸波/承載一體化的結(jié)構(gòu)型吸波劑,并且具有輕質(zhì)、寬頻、強吸收的特點,在電磁波吸收領(lǐng)域尤其是高溫吸波方面有著極大的研究價值和應(yīng)用前景。作為結(jié)構(gòu)型吸波劑,SiC多孔材料既要具有優(yōu)異的吸波性能,還要具備良好的力學(xué)性能。本論文主要是對制備的SiC多孔材料的抗壓和吸波性能進行評價和研究,為滿足實際應(yīng)用,SiC多孔材料的最大抗壓強度要大于4MPa,并且高溫條件下的最小反射損耗要低于-10dB。本論文首先制備出碳多孔骨架,再以其作為碳模板來與硅源反應(yīng),得到復(fù)制了碳多孔骨架孔結(jié)構(gòu)的SiC多孔材料。通過對制備工藝的研究,確定了碳多孔骨架的炭化溫度為800oC,此溫度下碳多孔骨架的抗壓性能和化學(xué)反應(yīng)活性最佳;SiC多孔材料的制備則要選擇按摩爾比1:1混合的SiO2和Si混合物作為外部硅源,1500oC燒結(jié)5h才能使硅源和碳源充分反應(yīng)生成SiC,如果碳多孔骨架中含有內(nèi)部硅源時,會使反應(yīng)更加徹底。借助XRD、SEM、紅外光譜和拉曼等測試手段對SiC多孔材料的成分、形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征,研究發(fā)現(xiàn),SiC多孔材料可以復(fù)制碳多孔骨架的多孔結(jié)構(gòu)特征,通過改變酵母量可以在5-150μm范圍對其孔徑大小和分布進行調(diào)節(jié),并且Si C多孔材料的孔隙率可以達到70%左右。此外,在SiC多孔材料的開孔處和孔道內(nèi)部有大量SiC納米線生成,納米線的存在可以提高材料的抗壓強度,最后對SiC的生長機制進行了探討。SiC多孔材料的抗壓性能較碳多孔骨架有所提升,所制備的SiC多孔材料的最大抗壓強度都在5MPa以上,其中抗壓性能最佳的SiC多孔材料的最大抗壓強度可以達到9.8MPa。TG曲線分析發(fā)現(xiàn)SiC多孔材料從室溫到800oC范圍具有非常好的穩(wěn)定性,即使是含碳的SiC多孔材料在600oC以下也可以具有良好的穩(wěn)定性,說明Si C多孔材料可以應(yīng)用在高溫環(huán)境中。在X波段從室溫到700oC的吸波性能研究發(fā)現(xiàn),SiC多孔材料的吸波性能隨著溫度的升高而增強,在700oC達到最佳,其最小反射損耗都在-12dB以下,當(dāng)頻率為11.8GHz時,更是具有-34dB的最小反射損耗。
【關(guān)鍵詞】：吸波劑 SiC多孔材料 抗壓性能 高溫吸波性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.2;TB34
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 課題背景和研究意義9-11
• 1.2 吸波材料的研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 吸波機理11-13
• 1.2.2 吸波材料概況13-17
• 1.3 SiC多孔材料的研究現(xiàn)狀及展望17-23
• 1.3.1 SiC多孔材料的特性及表征17-18
• 1.3.2 SiC多孔材料的制備方法18-22
• 1.3.3 SiC多孔材料的發(fā)展趨勢22-23
• 1.4 本文構(gòu)想及主要研究內(nèi)容23-24
• 第2章 實驗材料及測試方法24-31
• 2.1 實驗藥品與設(shè)備24-25
• 2.2 實驗方法及工藝流程25-28
• 2.2.1 碳多孔骨架的制備及工藝流程25-26
• 2.2.2 SiC多孔材料的制備及工藝流程26-28
• 2.3 材料性能表征方法28-31
• 2.3.1 X射線衍射（XRD）分析28
• 2.3.2 掃描電鏡（SEM）分析28
• 2.3.3 紅外光譜（IR）分析28-29
• 2.3.4 拉曼（Raman）分析29
• 2.3.5 壓汞分析29
• 2.3.6 熱穩(wěn)定性檢測TG29
• 2.3.7 壓縮性能測試29-30
• 2.3.8 吸波性能測試30-31
• 第3章 SiC多孔材料的制備及表征31-63
• 3.1 碳多孔骨架的制備及成分和結(jié)構(gòu)研究31-45
• 3.1.1 炭化溫度對碳多孔骨架成分的影響31-39
• 3.1.2 酵母量對碳多孔骨架孔結(jié)構(gòu)的影響39-43
• 3.1.3 含硅量對碳多孔骨架孔結(jié)構(gòu)的影響43-44
• 3.1.4 炭化溫度對碳多孔骨架孔結(jié)構(gòu)的影響44-45
• 3.2 SiC多孔材料的制備工藝及成分研究45-54
• 3.2.1 SiC多孔材料的制備工藝研究46-51
• 3.2.2 SiC多孔材料的成分研究51-54
• 3.3 SiC多孔材料的形貌和結(jié)構(gòu)研究54-60
• 3.3.1 酵母量對SiC多孔材料孔結(jié)構(gòu)的影響54-57
• 3.3.2 有無內(nèi)部硅源對SiC多孔材料孔結(jié)構(gòu)的影響57-60
• 3.4 SiC生長機制研究60-62
• 3.5 本章小結(jié)62-63
• 第4章 SiC多孔材料的抗壓性能和吸波性能研究63-75
• 4.1 碳多孔骨架的抗壓性能研究63-65
• 4.1.1 酵母量對碳多孔骨架抗壓性能的影響63-64
• 4.1.2 炭化溫度對碳多孔骨架抗壓性能的影響64-65
• 4.2 SiC多孔材料的抗壓性能研究65-69
• 4.2.1 SiC多孔材料與碳多孔骨架的抗壓性能差異研究65-66
• 4.2.2 酵母量對SiC多孔材料抗壓性能的影響66-67
• 4.2.3 SiC所占質(zhì)量百分比對SiC多孔材料抗壓性能的影響67-68
• 4.2.4 含碳的SiC多孔材料除碳前后抗壓性能比較分析68-69
• 4.3 SiC多孔材料的吸波性能研究69-73
• 4.3.1 SiC多孔材料的熱穩(wěn)定性研究69-70
• 4.3.2 SiC多孔材料的高溫吸波性能研究70-73
• 4.4 本章小結(jié)73-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻76-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果81-83
• 致謝83

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本文編號：935160