發(fā)布時間：2021-04-04 04:25

　　隨著電真空器件向著小型化,高功率化方向發(fā)展,這對微波衰減材料的導(dǎo)熱率提出越來越高的要求。目前,國內(nèi)外的衰減材料大多采用陶瓷基復(fù)合材料,由于復(fù)合材料中存在界面等缺陷會導(dǎo)致聲子發(fā)生散射,且陶瓷材料本身熱導(dǎo)率存在極限,使得這類復(fù)合材料的導(dǎo)熱率存在一定的瓶頸,一般難以超過2 W/cm·K。因此,為進一步提高衰減材料的熱導(dǎo)率,需要克服目前陶瓷材料熱導(dǎo)率限制的問題。目前,已知的體材料中熱導(dǎo)率最高的為金剛石,但將金剛石用作衰減材料的相關(guān)應(yīng)用報道極少。為了滿足微波衰減材料的應(yīng)用需求,本文采用硼摻雜及激光石墨化的方法在金剛石基體內(nèi)部引入衰減相,并探索硼雜質(zhì)濃度及石墨纖維長度等參量對微波損耗的影響。論文首先針對金剛石膜材料相對較薄,在復(fù)介電常數(shù)測試過程中誤差較大的問題,提出了一種新的算法。新算法基于一種傳統(tǒng)的含有優(yōu)化因子的傳輸/反射（T/R）算法,新算法改善了原有的優(yōu)化因子取值方法。結(jié)果證明新算法的計算結(jié)果較原有算法具有明顯的優(yōu)越性。其次,論文采用微波等離子體化學(xué)氣相沉積（MPCVD）方法原位合成了摻硼金剛石膜。其中硼雜質(zhì)濃度范圍為1.2×1018-1.5×1020 cm-3。采用T/R方法測量其在K（1... 

【文章來源】： 丁明輝 北京科技大學(xué)

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１束縛電荷跳躍極化示意圖??在外加電場的情況下，電介質(zhì)材料中的某些束縛電荷（離子、空位、電子??或空穴等可能會從一個位置跳躍到相的另一置，產(chǎn)生所謂的躍化

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???．?ｙ??Ｐ?偶極子???［?ｍｍ）??１０３?，〇＂?，ｏｓ?１０，Ｊ?１０，ｓ?ｆ．Ｈｚ??ＭＷ?ｆｆｌ?Ｖ?ＵＶ??圖２－２電介質(zhì)的介電常數(shù)和耗散因子隨頻率的變化關(guān)系??３）干涉型損耗??干涉型吸波材料１３７］，是指材料表面的反射波與進入材料后由反射襯底返??回的反射波發(fā)生相干，從而使得總回波減小或消失的一類材料。它由一個薄??吸收層涂敷于金屬基體上構(gòu)成。此類吸波材料的吸收頻段較窄，吸波性能隨??入射角度的增大而迅速下降，但是此類材料能達(dá)到很薄的標(biāo)準(zhǔn)。由于其厚度??與吸收電磁波的頻率相互制約才能達(dá)到較為理想的吸收效果，因此大大地限??制了其應(yīng)用范圍，一般只作為特定的屏蔽材料使用。??４）磁損耗??磁性吸波材料主要是鐵氧體及磁性金屬等。磁性材料在磁化過程和反磁??化過程中會產(chǎn)生磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗，這些損耗會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃肯??失掉［３８］。??磁滯損耗是由于鐵磁材料在磁化過程中有疇壁位移和磁疇轉(zhuǎn)動，在交變??磁場中，疇壁位移和磁疇轉(zhuǎn)動所需要的時間高于外加磁場變化周期，從而導(dǎo)??致磁化強度和磁感應(yīng)強度的變化滯后于磁場強度變化，由此引起磁滯損耗。??磁性材料在交變磁場中會產(chǎn)生渦電流，渦電流大小正比于材料的電導(dǎo)率。與??傳導(dǎo)電流相同，渦電流的出現(xiàn)將使得電磁場的能量轉(zhuǎn)化為熱能而損耗掉。剩??余損耗指磁損耗中除去磁滯損耗和渦流損耗之外的損耗，在低頻和較弱的磁??場中，主要指磁后效損耗；在高頻磁場中則主要包括尺寸共振、鐵磁共振等??引起的損耗。??５）納米材料引起的損耗［３８］??納米材料由于其粒子直徑小，不但導(dǎo)致其表面原子數(shù)目增加，而且其表

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???，．．，?Ｓａｍｐｌｅ??Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?ｗａｖｅ?／??Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ?ｗａｖｅ?＾／／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ?ｗａｖｅ???一一＇廣??圖２－３采用非諧振方法測試時邊界情況??在非諧振算法中，當(dāng)電磁波從自由空間入射一種材料時，一部分波將在??材料表面發(fā)生反射，一部分波會透射過材料繼續(xù)傳播，而當(dāng)材料具有損耗性??質(zhì)時，還有一部分波會在材料內(nèi)部傳輸時轉(zhuǎn)化成熱能損失掉，具體示意圖如??圖２－３所示。如果我們采用某些裝置，如網(wǎng)絡(luò)分析儀等來收集電磁波反射和??透射的信息，則可以用來推導(dǎo)材料的電磁參數(shù)。??此類方法需要將電磁波入射到材料，本質(zhì)上來說所有的傳輸線都可以用??來傳輸電磁波，如同軸線，波導(dǎo)，介質(zhì)波導(dǎo)，平面?zhèn)鬏斁�和自由空間等。因??此，采用不同的傳輸線就對應(yīng)不同的方法，如同軸線法，波導(dǎo)法等。在非諧??振方法測試中會收集電磁波的反射信息和透射信息。因此，此類方法主要分??為反射法和傳輸／反射法。在反射法中只會應(yīng)用到電磁波的反射信息，而在傳??輸／反射法中反射和透射信息都會采用。??（１）反射法??反射法通常采用開口同軸探頭法［４Ｇ，４１］，其具體示意圖如圖２－４所示：??Ｓａｍｐｌｅ??、、／??Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｌｉｎｅ?＼??—丄＿＿＿＿ＪＢ??圖２－４開口同軸法測試示意圖??－１０?－??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
[1]高導(dǎo)熱氮化鋁基微波衰減材料的制備及性能研究[D]. 高鵬.北京科技大學(xué) 2015
[2]催化法制備納米金剛石和新金剛石的研究[D]. 溫斌.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：3117722