本文關(guān)鍵詞：多孔介電材料熱電行為研究

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【摘要】：透波材料要求在惡劣極端環(huán)境下最大程度的透過電磁波,并且希望它能夠承受結(jié)構(gòu)與溫度等方面的要求[1]。透波材料已在火箭、飛船、武器等航天飛行器等中具有非常廣泛的應(yīng)用,要求其是一種低介電常數(shù)、低損耗的介質(zhì)材料。由于受到氣壓溫度的影響也要求材料電氣結(jié)構(gòu)性能的溫度變化系數(shù)小甚至不變。氧化硅具有較低介電常數(shù)和介電損耗,在航天領(lǐng)域得到了充分的應(yīng)用,但由于其機(jī)械性能和抗腐蝕性能較差無法滿足航天科技快速發(fā)展對(duì)透波材料的要求。氮化硅具有優(yōu)良的抗腐蝕、較高的機(jī)械強(qiáng)度和滿意的介電性能,我們?cè)噲D用氮化硅體系材料替換氧化硅材料。在滿足對(duì)應(yīng)機(jī)械性能的條件下,我們?cè)噲D采用多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步降低氮化硅材料的介電常數(shù)和介電性能,本論文的研究內(nèi)容主要包括:1、結(jié)合電介質(zhì)物理等基本理論,對(duì)氮化硅,二氧化硅的極化因素進(jìn)行充分的分析討論,從微觀角度出發(fā)建立了氧化硅,氮化硅等物質(zhì)介電常數(shù)、介電損耗、介電常數(shù)溫度系數(shù)等在高溫高頻下的數(shù)學(xué)模型,與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果擬合,并且定量分析了各種變量對(duì)介電性能值的影響靈敏度。2、通過分析不同的兩相復(fù)合模型,建立了多孔氧化硅,氮化硅材料的數(shù)學(xué)模型,研究了可能對(duì)介電性能有影響的各種因素,如孔隙率,頻率以及雜質(zhì)離子等,并定量的計(jì)算了它們對(duì)介電性能的影響程度;其中詳細(xì)分析討論了,堿金屬與堿土金屬離子大幅度提高介電損耗的原因,并通過模型推導(dǎo)驗(yàn)證。3、對(duì)多孔二氧化硅陶瓷摻雜高溫微波性能進(jìn)行了研究,分析二氧化硅分別摻入二氧化鈦、氧化鋯、碳化硅,莫來石組成的多孔復(fù)合材料的介電性能。比較對(duì)應(yīng)復(fù)合材料的介電性能,得到性能最優(yōu)異的摻雜物質(zhì),并給出對(duì)應(yīng)機(jī)理分析。4、對(duì)多孔氮化硅陶瓷摻雜高溫微波性能進(jìn)行了研究,多孔氮化硅材料分別摻入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)氧化鋁、氧化釔,分析不同摻雜對(duì)其介電性能的影響。5、針對(duì)材料的極化機(jī)制,結(jié)合界面態(tài)理論、缺陷等相關(guān)理論,系統(tǒng)的分析了復(fù)合材料中的介電損耗的產(chǎn)生機(jī)理。6、結(jié)合前面仿真結(jié)果和相關(guān)介電性能測(cè)試結(jié)果,聯(lián)系材料的介電機(jī)制分析,給予相應(yīng)的解釋與驗(yàn)證。并對(duì)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的新物相游離硅和氮氧化硅進(jìn)行深入分析。
【關(guān)鍵詞】：氧化硅 氮化硅 透波 介電常數(shù) 介電損耗
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 透波材料的基本性能要求10-11
• 1.3 透波復(fù)合材料體系與國內(nèi)外研究進(jìn)展11
• 1.4 電介質(zhì)極化理論11-15
• 1.4.1 復(fù)介電常數(shù)及計(jì)算模型12-13
• 1.4.2 復(fù)合介質(zhì)介電性能的計(jì)算13-15
• 1.5 本文研究目的和主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 電介質(zhì)的介電行為模型17-27
• 2.1 電介質(zhì)的介電常數(shù)模型17-22
• 2.1.1 克勞修斯-莫索締方程17-19
• 2.1.2 洛侖茲內(nèi)電場的修正19-21
• 2.1.3 復(fù)介電常數(shù)模型21-22
• 2.2 電介質(zhì)的介電損耗模型22-27
• 2.2.1 弛豫損耗22-23
• 2.2.2 電導(dǎo)損耗23-27
• 第三章 二氧化硅介電行為研究27-37
• 3.1 二氧化硅玻璃的性質(zhì)27-28
• 3.1.1 二氧化硅玻璃的微觀結(jié)構(gòu)27-28
• 3.1.2 二氧化硅玻璃用于導(dǎo)彈天線罩的優(yōu)勢(shì)28
• 3.2 固態(tài)二氧化硅玻璃極化機(jī)制分析28-36
• 3.2.1 固態(tài)二氧化硅介電常數(shù)29-33
• 3.2.2 固態(tài)二氧化硅損耗33-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第四章 二氧化硅復(fù)合電介質(zhì)材料介電行為建模分析37-58
• 4.1 二氧化硅復(fù)合材料建模處理37
• 4.2 復(fù)合材料主要組分物質(zhì)介電特性研究37-45
• 4.2.1 Al_2O_3介電常數(shù)與介電損耗38-39
• 4.2.2 SiC介電常數(shù)與介電損耗39-41
• 4.2.3 TiO_2介電常數(shù)與介電損耗41-42
• 4.2.4 ZrO_2介電常數(shù)與介電損耗42-44
• 4.2.5 莫來石介電特性建模分析44-45
• 4.3 隔熱瓦介電特性建模分析45-46
• 4.4 隔熱瓦介電特性建模與實(shí)測(cè)分析46-48
• 4.5 納米透波/隔熱材料介電特性建模分析48-55
• 4.5.1 TiO_2輻射劑透波隔熱材料介電特性48-50
• 4.5.2 ZrO_2輻射劑透波隔熱材料介電特性50-51
• 4.5.3 SiC輻射劑透波隔熱材料介電特性51-52
• 4.5.4 TiO_2 ZrO_2 SiC輻射劑透波隔熱材料介電特性比較分析52-53
• 4.5.5 ZrO_2輻射劑透波隔熱材料介電特性建模結(jié)果與實(shí)測(cè)比較分析53-55
• 4.6 隔熱材料成果軟件形式55-57
• 4.6.1 隔熱瓦研究成果軟件形式55-56
• 4.6.2 納米透波隔熱材料研究成果軟件形式56-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 第五章 氮化硅及其復(fù)合體系材料介電行為建模分析58-73
• 5.1 致密氮化硅介電性能分析58-62
• 5.1.1 致密氮化硅介電常數(shù)58-59
• 5.1.2 固態(tài)氮化硅損耗59-62
• 5.2 氮化硅復(fù)合材料建模分析62-69
• 5.2.1 氧化鋁添加劑的氮化硅復(fù)合材料（編號(hào)為P）建模分析62-64
• 5.2.2 固態(tài)氧化釔介電行為建模分析64-66
• 5.2.3 氧化釔添加劑的氮化硅復(fù)合材料（編號(hào)為 5Y04）建模分析66-69
• 5.3 氮化硅復(fù)合材料氣壓演變分析69-71
• 5.4 氮化硅基復(fù)合材料（P樣品和 5Y04樣品）材料成果軟件形式71-72
• 5.4.1 P樣品研究成果軟件形式71
• 5.4.2 5Y04樣品研究成果軟件形式71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 前景展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻碩期間取得的研究成果79-80

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