【摘要】：碳化硅是一種典型的共價鍵結(jié)合的化合物材料,具有優(yōu)異的機械強度、良好的熱穩(wěn)定性與導(dǎo)熱性以及較高的熔點。這些優(yōu)點使得碳化硅成為一種適用于高溫環(huán)境中電子設(shè)備的很有前途的材料。同時,SiC在微波頻率范圍內(nèi)優(yōu)良的介電性能,低介電損耗和溫度穩(wěn)定的介電常數(shù)的特性,使得其在世界范圍內(nèi)的作為微波吸收材料,成為研究的熱點。到目前為止,大量的研究報導(dǎo),如摻雜,合成、表面改性,一直致力于提高SiC微波介電性能的表現(xiàn)。為了更好地了解碳化硅的微波介電性能,從低至MHZ到高至GHZ的寬頻率范圍內(nèi)的完整介電特性的認(rèn)知是必需的。例如,由孔隙率、二次相和晶界引起的界面效應(yīng)引起的非本征損耗對微波介電性能有很大的影響。介電極化的界面效應(yīng)被稱為麥斯威爾極化,不能響應(yīng)微波頻率范圍內(nèi)外加電場的變化。因此,它不能用微波介電研究來表征。所以,研究低頻(低于兆赫)下SiC的介電性能是至關(guān)重要的。然而,據(jù)我們所知,關(guān)于碳化硅低頻介電性能的報道很少�，F(xiàn)有的一些報告揭示了令人振奮的發(fā)現(xiàn)。例如,摻雜了鈦酸鋇和PbTiO3的SiC陶瓷以及在帶有鋁硅酸鹽玻璃絕緣晶界相的SiC陶瓷中觀察到極其巨大的介電常數(shù)。采用固相燒結(jié)制備出的SiC陶瓷樣品。利用XRD和SEM及XPS表征對其結(jié)構(gòu)、形貌形態(tài)以及元素價態(tài)進(jìn)行了分析探究;在室溫(RM)到873 K的寬溫度范圍內(nèi)對β-碳化硅陶瓷樣品的低頻(100 Hz-1 MHz)介電性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究,通過對其介電溫譜、頻譜、及阻抗譜的測量分析,得出介電常數(shù)、介電損耗、偏壓等參數(shù)隨頻率、溫度的改變而變化的規(guī)律,對其進(jìn)行了系統(tǒng)的介電性能分析。SiC陶瓷在空氣氛圍中以固相燒結(jié)的方法制備,導(dǎo)致其有氧空位的形成,因其晶粒尺寸的不均勻且存在空隙,且其表面有一層SiO_2氧化層。故樣品的載流子存在空位及電子。樣品在低于約600K的I溫度下存在偶極子主導(dǎo)的極化主導(dǎo)的本征極化,并推斷得到樣品的本征介電常數(shù)為9.285。且在該區(qū)間的介電常數(shù)與樣品的厚度有關(guān),隨著厚度的降低,其介電常數(shù)大幅減小。在高于600K的II溫度區(qū)間,存在兩個截然不同的弛豫機制,分別為R1與R2。在高頻區(qū),樣品內(nèi)部的含氧量遠(yuǎn)高于表層。隨著溫度的升高,表面層的氧空位被激活而與氧原子互換位置,躍遷至樣品內(nèi)部,引起了R2極化弛豫。而R1為低頻介電響應(yīng)是由表面層效應(yīng)引起的麥斯威爾瓦格納弛豫。氣孔的對存在其介電性能是有顯著影響,可被看作填充在SiC基體中的絕緣顆粒。其孔隙率為27.64%,樣品的有效介電常數(shù)為其本征介電常數(shù)的67%。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ174.1
【圖文】：

等效并聯(lián)電路及其復(fù)阻抗圖譜

圖 3. 1電子位移極化Fig 3.1 Electronic Polarizability位移極化場作用時，離子晶體中正、負(fù)離子位于正常的晶格中，場的作用時，分子中的正、負(fù)電子偏離平衡位置而產(chǎn)生子位移極化。原理圖如 3.2所示。

17圖 3. 2離子位移極化Fig 3.2 Ionic Polarizability位移極化的特點是：整個過程過程時間極短，約為-12 -1310 10 s；也是彈性極化，需要的能量極少。子松弛極化能級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化主要來源于點缺陷、晶格熱振動與雜質(zhì)等因素，縛電子[18]。在外加電場作用下，電子發(fā)生集體性的移動，重新達(dá)到

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 黃安民;蘇榮錦;劉燕青;;納米SiO_2包覆SiC填充改性UHMWPE的熱性能[J];塑料工業(yè);2012年04期

2 喬玉林;孟令東;孫曉峰;臧艷;;納米SiC/SiO_2復(fù)合體系的高溫減摩抗磨性能研究[J];稀有金屬材料與工程;2009年S2期

本文編號：2760605