本文關(guān)鍵詞：先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備SiAlCN陶瓷及其電性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：航空航天等領(lǐng)域常涉及高溫、強(qiáng)電磁干擾等極端工作環(huán)境,如何在此條件下瞬時(shí)、精確實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量感知和測(cè)量,一直是困擾科學(xué)界和工業(yè)界的難題。同時(shí),特殊的應(yīng)用背景也對(duì)在此環(huán)境下工作的傳感器材料提出了很高要求。以PDCs-Si為代表的現(xiàn)代陶瓷材料因其具有耐高溫,抗腐蝕,密度高,硬度小的特點(diǎn)。且具有獨(dú)特的電性能,例如不同裂解溫度下體現(xiàn)出不同電性能,且半導(dǎo)體性能能夠保持到很高溫度等特點(diǎn)使其成為電子,信息,宇航等高技術(shù)領(lǐng)域關(guān)鍵部件的理想材料。其中,在SiCN三元體系的基礎(chǔ)上發(fā)展出的SiAlCN四元體系的整體性能較之SiCN三元體系又有了極大提升,是應(yīng)用于極端環(huán)境傳感器材料的不二之選。本文首先從SiAlCN先驅(qū)體的合成入手,選用含有C=C,Si-H鍵的直鏈狀聚硅氮烷與異丙醇鋁為原料,在惰性氣體保護(hù)下,嚴(yán)格控制水氧值,合成得到SiAlCN先驅(qū)體。進(jìn)而對(duì)先驅(qū)體進(jìn)行分析表征,得到了先驅(qū)體合成過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)機(jī)理。并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行先驅(qū)體的交聯(lián)固化與裂解。對(duì)先驅(qū)體在不同溫度下的固化產(chǎn)物進(jìn)行表征,分析固化過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)類型,得到交聯(lián)固化機(jī)理。之后,改進(jìn)了塊體材料的制備工藝。在目前廣泛使用的干壓成型的基礎(chǔ)上,對(duì)制備工藝流程進(jìn)行優(yōu)化,增加冷等靜壓成型工序,消除干壓?jiǎn)蜗蚴軌�、施壓帶�?lái)的內(nèi)部壓力梯度,得到內(nèi)部均勻且較為致密的坯體。在一定升溫速率條件下,對(duì)坯體裂解成型,并對(duì)比分析了傳統(tǒng)干壓成型工藝和經(jīng)優(yōu)化后所得到的試樣特征。通過(guò)應(yīng)用XRD,XPS,FT-IR,拉曼等分析測(cè)試手段對(duì)陶瓷化過(guò)程進(jìn)行了分析表征,獲取隨溫度升高的微觀組織結(jié)構(gòu)變化規(guī)律,并且闡釋了鋁元素含量對(duì)微觀組織結(jié)構(gòu)演變的影響。最后,分析和表征PDCs-SiAlCN材料的電性能。闡釋了結(jié)晶態(tài)與非晶態(tài)試樣電導(dǎo)率隨溫度變化的規(guī)律與機(jī)理,同時(shí)探究了鋁元素對(duì)電性能的影響規(guī)律。本文通過(guò)對(duì)PDCs-SiAlCN體系先驅(qū)體的合成,交聯(lián)固化,裂解一系列過(guò)程進(jìn)行了分析表征,探究了陶瓷化過(guò)程,闡釋了SiAlCN體系的導(dǎo)電機(jī)理,對(duì)PDCs-SiAlCN體系陶瓷材料在傳感器方向的應(yīng)用發(fā)展具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：PDC SiAlCN陶瓷 陶瓷化 電性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)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4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 課題來(lái)源以及研究目的和意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-23
• 1.2.1 樹(shù)脂先驅(qū)體的合成11-15
• 1.2.2 材料成型工藝15-17
• 1.2.3 PDCs-SiCN基體組織結(jié)構(gòu)與性能間關(guān)系17-21
• 1.2.4 PDCs-SiCN基材料在MEMS傳感器方面應(yīng)用21-22
• 1.2.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜合評(píng)述22-23
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容23-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法24-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑24
• 2.2 SiAlCN先驅(qū)體與塊體材料的制備24-25
• 2.2.1 SiAlCN先驅(qū)體的制備24
• 2.2.2 先驅(qū)體的交聯(lián)固化與塊體材料的制備24-25
• 2.3 陶瓷化產(chǎn)物的高溫物相轉(zhuǎn)變研究25-26
• 2.4 SiAlCN陶瓷的導(dǎo)電和介電性能研究26
• 2.5 分析測(cè)試方法26-29
• 2.5.1 組成與結(jié)構(gòu)分析26-27
• 2.5.2 理化性能分析27
• 2.5.3 形貌分析27
• 2.5.4 電性能測(cè)試27-29
• 第3章 先驅(qū)體與塊體材料的制備與表征29-48
• 3.1 引言29
• 3.2 SiAlCN先驅(qū)體的合成與表征29-38
• 3.2.1 SiAlCN有機(jī)先驅(qū)體的合成29-31
• 3.2.2 先驅(qū)體的交聯(lián)固化與裂解31-38
• 3.3 塊體材料的制備38-41
• 3.4 陶瓷化產(chǎn)物的高溫物相轉(zhuǎn)變41-46
• 3.4.1 微觀組織成分隨溫度變化41-43
• 3.4.2 鋁含量對(duì)微觀組織成分的影響43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第4章 SiAlCN陶瓷的導(dǎo)電和介電性能48-57
• 4.1 引言48
• 4.2 SiAlCN陶瓷的導(dǎo)電性能48-53
• 4.2.1 非晶態(tài)試樣電導(dǎo)率49-51
• 4.2.2 結(jié)晶態(tài)試樣電導(dǎo)率51-53
• 4.3 SiAlCN陶瓷的介電性能53-55
• 4.3.1 裂解溫度對(duì)介電性能的影響53-55
• 4.3.2 鋁含量對(duì)介電性能的影響55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 致謝65

  本文關(guān)鍵詞：先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備SiAlCN陶瓷及其電性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：449748