多孔介電材料熱電行為研究.pdf

1、透波材料要求在惡劣極端環(huán)境下最大程度的透過(guò)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(wú)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

2、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?jī)?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。

3、
　　2、通過(guò)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(guò)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(lái)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

4、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