一、SiC材料制备工艺研究进展（论文文献综述）
陈梦琴[1]（2021）在《IGBT基板用高导热低膨胀SiC/Al复合材料制备研究》文中提出新型电子器件IGBT模块高度集成化和高稳定性的发展对其封装材料的热物理性能提出了越来越高的要求。高SiC体积分数SiC/Al复合材料（SiC>50 vol.%）因具备高导热系数、低热膨胀系数、轻量及低成本的特点,使其在IGBT模块封装（基板）领域备受瞩目。该新型电子封装材料的制备技术现已成为国内外竞相发展的技术制高点。本文以IGBT用高导热、低膨胀基板的制备为研究对象,基于真空压力浸渗法,在对简单形状SiC预制体的模压成形工艺进行系统研究的基础上,提出和研究了复杂形状预制体的3DP打印工艺,解决了复杂形状预制体难以制备的技术难题;系统研究了将Al液渗入预制体的真空压力浸渗工艺,制备了高体积分数SiC/Al复合材料;获得了工艺参数对复合材料热物理性能的影响规律,为制备高导热、低膨胀的IGBT基板材料提供技术及理论支撑。本文主要研究结果如下:（1）深入研究了模压成形工艺对预制体体积分数、孔洞特征的影响,制备了形状简单、性能优良的预制体。获得不同比例100 μm和12 μm SiC颗粒对预制体体积分数和孔洞特征的影响规律:引入细小SiC颗粒引起预制体孔径变小,SiC体积分数在56%-72%之间可控调节;建立了造孔剂NH4HCO3含量与预制体孔隙率之间的关系模型:Y=27.04+0.398X,并且发现NH4HCO3可作为“孔桥”改善预制体内孔洞的连通性;获得了粘结剂NH4H2PO4对预制体成型性和孔洞特征的影响规律,确定本工艺中粘结剂的最佳添加量为5%。（2）研究了 3DP打印工艺对预制体成形性的影响,制备了形状复杂、轮廓完整的预制体。确定并优化了粘结剂及其配比:采用呋喃树脂作为低温粘结剂,采用NH4H2PO4作为高温粘结剂,高温粘结剂最佳添加量为9 vol.%。获得了打印层厚对SiC预制体成形性的影响规律:当打印层厚为0.2 mm时,预制体容易形成“层错”现象,随着打印层厚增加,“层错”现象逐渐减弱,0.24 mm是理想的打印层厚。（3）研究了真空压力浸渗工艺对Al液浸渗行为的影响,制备了界面结合良好、浸渗完全的高体积分数SiC/Al复合材料。获得了 Si和Mg元素对Al液浸渗效果的影响规律:选用高Si含量的Al-12Si-Mg合金,其流动性好,制备的复合材料致密度高,无界面反应;Mg元素的加入可以提高SiC与Al之间的润湿性,Mg含量为1 wt.%时Al液浸渗效果最佳,Mg元素含量大于1 wt.%将阻碍Al液浸渗,导致复合材料致密度降低。摸清了浸渗压力对Al液浸渗行为的影响规律:浸渗压力升高,Al液填充更加充分,复合材料致密度增加。（4）研究了 SiC体积分数、浸渗压力对复合材料热物理性能及机械性能的影响,获得了性能优异的SiC/Al复合材料。随着SiC体积分数及浸渗压力增加,复合材料导热系数、抗弯强度增加,热膨胀系数降低。高体积分数SiC/Al复合材料导热系数对其孔隙率十分敏感,基于H-J模型建立了新的计算模型:Kd=K∞+K0-K实,结合复合材料孔隙率该模型可实现对高体积分数SiC/Al复合材料导热系数的良好预测。基于以上研究,确定了复合材料最佳制备工艺,制备的复合材料组织均匀致密,界面反应控制良好,导热系数为177W/（m·k）、热膨胀系数为11.9×10-6/K、抗弯强度为334 Mpa,满足IGBT基板用封装材料的性能需求。
郑瀚森[2]（2021）在《高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究》文中进行了进一步梳理层状复合材料保持了单一组元材料的优点且克服了各自组元材料的不足,具有更优异的综合性能和广泛的工业应用前景。近年来,轨道交通、航空航天、国防军工等领域制动系统轻量化日趋迫切,开发结构功能一体化、短流程低成本制备技术,研制高强耐磨层状铝基复合材料制动部件,实现以铝代钢,具有重要的理论意义和应用价值。本论文以有工程应用背景的制动毂为研究对象,设计了外层耐磨层为SiCp/A357铝基复合材料、内层为7050高强铝合金材料的PAMC/Al层状复合材料制动毂;建立了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合流变铸造仿真模型;采用模拟仿真与实验研究相结合的方法,发展了高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻成型新技术;研究了工艺参数对组织与性能的影响规律,揭示了异种材料固液复合机理,实现了层状复合材料的固液复合,制备了结构功能一体化的高强耐磨层状铝基复合材料铸件。本文的主要研究结果如下:（1）通过模拟仿真与实验验证,研究了流变模锻工艺参数对7050高强铝合金铸件成型性与缺陷的影响。研究表明:铸造热节存在于制动毂轮辐和轮辋交界处,浇铸温度升高、成型比压降低和模具温度升高均会使热节存在时间上升;优化后的流变工艺参数为浇铸温度660℃、成型比压100 MPa、模具温度200℃,7050铝合金制动毂铸件成型良好,无缩孔缩松缺陷。（2）研究了电磁均匀化熔体处理及微合金化对7050高强铝合金流变模锻制动毂铸件组织与性能的影响。研究表明:对7050铝合金熔体施加电磁均匀化熔体处理及0.15 wt.%Sc微合金化处理后,流变模锻7050高强铝合金制动毂铸件组织明显细化,力学性能显着提升,与普通液态模锻相比,平均晶粒尺寸从136.9 μm降低至42.7 μm,抗拉强度由559MPa提升至597MPa,屈服强度由464MPa提升至518MPa,延伸率由6.1%提升至13.7%。（3）通过模拟仿真与实验研究,优化了耐磨环的结构参数,研究了固液复合铸造工艺关键参数对固液结合界面的影响,揭示了实现良好界面结合的规律:确保熔体与耐磨环表面润湿,耐磨环表面需产生一定程度的重熔并与熔体产生熔合结合,且熔合结合处液相共晶区尽量窄。本文实验条件下获得良好界面结合的工艺为:采用化学法去除表面氧化层,耐磨环结构参数为厚度5 mm、高度60 mm,耐磨环预热温度为200℃,加压前等待时间10 s。（4）分析表征了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液结合界面的组织形貌、元素分布、相组成及其力学性能。结果表明,固液界面耐磨环表层组织由细晶区、球化区和枝晶区构成;固液界面SiCp/A357铝基复合材料层存在约250 μm厚的过渡层,界面处存在大量T相和Mg2Si相;T6热处理后固液界面处T相消失生成了新相W相;经过T6热处理后,固液界面处维氏硬度从121.5 HV提升至172.0 HV,界面剪切强度由83.3 MPa提升至124.6 MPa,相比铸态提高了约50%。（5）在上述研究基础上制备了外径470 mm、高度120 mm的大型PAMC/Al层状复合材料制动毂铸件。铸件组织呈细小等轴晶,宏观偏析程度较小,固液界面结合良好。铸件经T6热处理后的力学性能为:轮辋轴向抗拉强度582MPa,屈服强度512 MPa,延伸率7.9%;轮辐的径向抗拉强度590MPa,屈服强度530MPa,延伸率6.4%;轮辐的径向抗剪强度304 MPa。摩擦性能为:摩擦系数0.5776,磨损率3.99×10-7 cm3/（N.m）。台架试验验证结果良好,性能优异,具有较好的工业应用前景。
杨梦熊[3]（2021）在《碳化硅元件自由基等离子体加工关键工艺研究》文中研究说明碳化硅（SiC）因众多优异的性能,成为一种常用的空间反射镜镜体材料。SiC反射镜制造,目前形成的主流加工流程是:铣磨成型→精磨→镀制改性层→超精密加工,其中镀制改性层主要是采用物理气相沉积（PVD）方法制备硅（Si）改性层,超精密加工则涉及数控小工具抛光、磁流变抛光、离子束抛光和气囊抛光等。本文针对Si改性层与SiC材料的失配问题,着重研究了 SiC改性层制备工艺问题,并探索将自由基微波等离子体（RPS）加工技术引入到SiC加工环节之中。首先对比研究了两种射频磁控溅射方法制备SiC改性层,之后研究了 RPS的刻蚀特性,最后,对比研究了 RPS刻蚀碳化硅元件和薄膜的刻蚀效果,为后续RPS加工工艺进行了探索研究。具体研究结果如下:磁控溅射制备SiC改性层工艺探索:分别采用基于SiC靶直接溅射和硅靶与甲烷反应溅射制备SiC薄膜;实验发现:硅靶、甲烷反应溅射工艺,沉积速率在甲烷百分比20%至70%之间从11.3nm/min升高到36.5nm/min,Rq值在甲烷百分比20%至60%之间变化不大,在70%有增大的趋势。甲烷反应溅射工艺,硅碳元素比例可调,但不易控制;基于碳化硅靶工艺,表面粗糙度Rq随沉积时间即膜层沉积厚度的增加变化不大,硅碳元素比接近1:1。两种工艺制备的薄膜均为8H-SiC。相同靶功率下硅靶反应溅射的沉积速率明显快于碳化硅靶。自由基微波离子源（Radical Plasma Source,RPS）设备刻蚀特性研究:采用朗缪尔探针表征RPS源产生的自由基等离子体,测得其离子/电子密度小于朗缪尔探针的检测下限（1012m-3）;水平方向RPS设备在Φ300mm范围刻蚀速率均匀度为3.4%;不同刻蚀角度（基片表面法线与RPS源轴线所夹锐角）,RPS刻蚀为各向异性,0°到75°,刻蚀速率从47.8nm·min-1 增加到74.2nm·min-1,75°到 90°,刻蚀速率减至 25.7mm·min-1;CF4质量流量由 500sccm 到 3000sccm,刻蚀速率由 59.7nm·min-1增加到 4889.8 nm·min-1,至 4000sccm,刻蚀速率又减小到3116.9 nm min-1;且随着CF4质量流量升高,刻蚀后表面残留物越来越多,XPS分析结果表明,残留物中主要存在氧、硅、碳、氟四种元素。自由基等离子体刻蚀SiC:经过多次实验,RPS没有刻蚀掉S-SiC,无法去除损伤层;随着CF4:O2气体流量比的升高,退火、未退火SiC薄膜的RPS刻蚀速率均表现为增加趋势;且未退火SiC薄膜刻蚀速率大于退火SiC薄膜;在相同RPS刻蚀工艺参数下,6H-SiC薄膜5次实验平均刻蚀深度为492.4nm,大于8H-SiC薄膜5次实验平均刻蚀深度441.0nm;实验中,随着CF4质量流量的增多,表面刻蚀残留物越来越多,XPS分析结果表明,表面残留物中主要存在氧、硅、碳、氟四种元素。RPS刻蚀S-SiC与SiC薄膜,差异巨大。
金旗[4]（2021）在《SiC纤维增强Ti基复合材料的制备及微观组织结构研究》文中进行了进一步梳理高超声速飞行器是指飞行速度超过5倍声速的飞行器,其恶劣的服役环境,对结构材料,特别是对蒙皮结构材料提出了越来越苛刻的要求,开发长寿命、抗腐蚀、高强度、耐高温、轻量化的蒙皮结构材料对于研制高超声速飞行器至关重要。SiCf/Ti复合材料的耐温范围和力学性能均与高超声速飞行器的服役环境需求吻合,其高比强度和高比模量、良好的导电和导热性能、热膨胀系数小、耐高温、耐磨损、尺寸稳定性高等特性是高超声速飞行器用蒙皮材料的理想选择。本文针对我国高超声速飞行器发展的需求,以SiCf/Ti复合材料蒙皮结构为应用对象,发挥钛基复合材料耐高温与轻量化的优势,重点开展纤维制备与排布、界面调控攻关,突破箔纤维箔法制备工艺优化、复合材料性能评价等关键技术,探明组织结构演变规律以及复合材料断裂失效机理,并完成蒙皮结构件的研制和考核,推动钛基复合材料蒙皮在高超声速飞行器上的应用。搭建了直流加热立式CVD设备,完成了反应器、法兰、供气系统、加热系统等结构的设计与制造,实现了直流电加热钨丝、多级化学气相沉积法制备连续SiC纤维。掌握了制备SiC纤维的最佳CVD制备工艺:H2（1.2 L/min）+CH3SiCl3（1.8 L/min）+Ar（1.0 L/min）,其中 1.8 L/min 的 CH3SiCl3 在水浴锅40℃加热,沉积温度为1300℃、走丝速度1.2m/min。制备的SiC纤维直径约为100μm、拉伸强度大于2000MPa。通过数值模拟和试验研究了 SiC纤维排布优化与结构设计。研究结果表明,纤维间距为0.15 mm,0.2 mm,0.25 mm对应的钛基复合材料纤维体积分数为32.4%,26.4%,22.3%。获得了最佳的纤维布间距为0.2mm,保证高纤维体积分数的同时,避免了纤维的搭接。纤维六方排布时界面附近的热残余应力,相较于四方纤维排布模型,最大的径向压应力和环向拉应力都有所降低,分别为108MPa和196MPa,因此,六方排布是一种优于四方排布的纤维排布方式。通过SiC纤维增强钛基复合材料制备工艺的优化及微观组织结构的分析,研究结果表明,去除固定SiC纤维的聚甲基丙烯酸甲脂的丙酮溶液（PMMA胶）的最佳工艺是以;3℃/min升温至400℃,在400℃下保温2h。最佳的SiC纤维增强钛基复合材料热压复合工艺是在温度880℃、压力40MPa条件下保温保压2h。制备的SiC纤维增强钛基复合材料纤维排布均匀,基体组织致密,无孔洞、未焊合等微观缺陷。利用SEM+EDS及热力学动力学分析研究SiC纤维增强钛基复合材料制备过程中的界面行为,研究结果表明,在840℃、880℃和920℃三个热压温度下制备的复合材料,界面反应层厚度分别为0.5μm、1μm和1.3μm。其中纤维/Ti界面反应产物为TiC,界面反应速度主要受C元素的扩散控制,界面反应层组成为SiC纤维/TiC/Ti基体。利用室温拉伸、高温拉伸及疲劳测试等手段研究了 SiC纤维增强钛基复合材料的力学性能,研究结果表明,SiCf/TB8复合材料具有优异的室温性能、高温性能和疲劳性能,其室温抗拉强度达到1500MPa,弹性模量达到180GP,在600℃下的抗拉强度达到960MPa,在350MPa的应力水平下,循环次数超过 1×107。通过结构设计、工艺优化及性能考核分析了制备SiC增强钛基复合材料蒙皮结构的工艺路线可行性,研究结果表明,采用超塑成形/扩散连接技术制备出了 SiC增强钛基复合材料多层结构,尺寸达到120mm×120mm,并利用超声无损探伤,实现了 SiCf/TB8复合材料热防护蒙皮结构件内部缺陷的评价与表征,验证了工艺路线的可行性。制备的SiC增强钛基复合材料蒙皮典型件,在700℃热平衡条件下的隔热温差达到100℃,证明了 SiC增强钛基复合材料蒙皮结构具有优异的隔热性能,可以满足高超声速飞行器的服役要求。
李笑笑[5]（2021）在《SiC基超级电容器电极材料制备及电化学性能》文中研究表明化石能源的使用带来的资源枯竭和环境恶化问题,促使人类迫切需求开发利用可持续型能源和存储装置。在众多新兴的能量转换和存储设备中,超级电容器因为其功率密度高、充放电速度快和极长的循环寿命而受到广泛关注。当前,超级电容器电极材料的研究工作主要集中在碳材料,但大多数已报道的碳基超级电容器的工作温度一般低于100℃,其高温循环稳定性无法得到保证。因此,面向宽温稳定服役的新型超级电容器研发,成为当前该领域面临的挑战之一。在半导体家族中,SiC被认为是第三代半导体材料中的重要一员,拥有优异的物理/化学性质,如高热导率、低热膨胀系数、高电子迁移率、耐腐蚀、优异的抗热震性和化学稳定性等,在研发面向苛刻环境如高压/大功率/高温服役的光电器件,具备显着优势。然而,当前研发的SiC基超级电容器普遍存在比电容小和能量密度低的核心问题,同时其宽温电化学特性还鲜有文献报道。本文围绕SiC基超级电容器电化学特性和稳定性的协同强化开展研究工作,取得主要研究结果如下:（1）采用OCVD（氧化化学气相沉积）方法在SiC纳米线表面沉积PEDOT（聚乙烯二氧噻吩）涂层,实现了 SiC@PEDOT纳米复合材料的制备及其结构调控。得益于复合材料丰富的活性位点和良好的电导率,其电极在电流密度为0.2 mA cm-2时,比电容达到26.5 mF cm-2,为纯SiC电极的～370%。构建的对称式超级电容器,经过10000次循环后的电容保持率为104%,表现出优异的循环稳定性。（2）以SiC纳米线阵列为骨架,通过电沉积碳量子点和后续热处理,实现了 SiC@C纳米复合材料的制备及其结构调控。其电极在电流密度为0.2mA cm-2时,比电容达到78.98 mF cm2,相较于纯SiC纳米线电极的比电容（9.56 mF cm-2）提高了 700%。所构建的水基超级电容器拥有比电容高、充放电速率快、倍率性能优异和循环寿命长（10000次循环,电容保留率为94.1%）等优异的综合电化学特性。所构建的离子液体基超级电容器拥有2.6 V的宽工作电压窗口,能量密度达2.84 μW h cm-2（功率密度为65.1 μWcm-2）,高于已报道的SiC基和大部分其他双电层电容材料的纳米线超级电容器。（3）采用液相腐蚀的方法,实现了具有齿状结构的SiC纳米线阵列电极的制备及其结构调控。研究表明液相腐蚀处理不仅增加纳米线比表面积,而且能够有效提高纳米线电导率,改善电化学反应动力学。在水系电解质中,其比电容达到 23.6 mF cm-2（0.2 mAcm-2）,为源 SiC 纳米线电极的～3.3 倍（7.19 mF cm.2）。构建的离子液体基超级电容器在150℃工作环境下,循环10000次,电容保持率为80%,仅比同样测试条件下0℃时的循环保持率降低了 6%。在0℃～150℃范围内持续升温/降温的服役环境下,依然能保持较高的循环稳定性,展现出稳定的高温电化学特性。（4）采用碳热还原法制备了超长SiC纳米线,并与C纳米管复合,实现了具有良好柔性可剪裁的SiC/CNT复合材料薄膜超级电容器电极研发。其优异的柔性和可剪裁性能主要得益于超长SiC纳米线的尺寸结构。所构建的超级电容器在-30℃循环10000次,电容保持率为95%;当服役温度升高至50℃,循环10000次,其电容保持率为89.3%,表现出优异的宽温服役能力。综上所述,本文通过SiC微纳结构的调控和设计,实现了高性能高稳定SiC基超级电容器的制备,为面向宽温稳定服役的能源储存器件的研发奠定了基础。
邹芹,周鑫,李艳国,王明智[6]（2020）在《SiC复合材料的研究进展与展望》文中研究表明基于SiC复合材料具有硬度高、化学性质稳定、热膨胀系数小等一系列优良特性,在能源、军工、机械、化工等领域得到广泛应用,按组成对SiC复合材料进行分类,在此基础上介绍目前国内外SiC复合材料的制备方法;基于SiC具有较大脆性和较高的熔点,导致SiC复合材料具有韧性低、难以制备等缺点,对常用的SiC复合材料增强增韧的手段和研究进展进行讨论,并对增强增韧的机制进行分析;综述SiC复合材料在性能方面的优势和其应用领域,并对SiC复合材料未来的研究发展方向进行展望。
江舟,倪建洋,张小锋,何兵,王超,董琳,邓春明,邓畅光,刘敏[7]（2020）在《陶瓷基复合材料及其环境障涂层发展现状研究》文中提出陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites,CMC）具有耐高温、低密度、抗氧化、抗腐蚀、耐磨损等一系列优越性能,被视为新一代高推重比航空发动机高温部件的首选材料。但CMC在应用环境中存在抗水汽氧化性能不足等问题,需要在环境障涂层（Environmental Barrier Coatings,EBCs）的保护下长期服役。首先介绍了陶瓷基复合材料和环境障涂层的整体发展现状,其次分别对陶瓷基复合材料和环境障涂层进行详细论述;综述了陶瓷基体、纤维、界面层和陶瓷基复合材料的研究进展、应用情况以及近些年国内外学者新的研究成果;同时介绍了环境障涂层的研究进展、制备方法,并综述了其失效机理的研究进展;总结了陶瓷基复合材料和环境障涂层当前存在的问题,并对今后研究工作的重点作出了展望。
梁彩云[8]（2020）在《多孔碳化硅基材料的制备与吸波性能研究》文中提出随着雷达探测系统、精确制导技术的迅猛发展与应用,大型航空飞行器或装备系统在使用时面临极大的威胁。吸波材料可以有效降低目标的可探测信号,对提高目标的生存与防御能力具有重要意义。传统磁性吸波材料具有密度大、有效吸波频带窄、耐温和耐腐蚀性差的问题,无法满足装备在苛刻条件下长期服役的要求。针对上述问题,本文探究了具有不同微观多孔形貌和孔隙率可调的多孔SiC基材料的可控制备方法,分析了多孔SiC基材料的形成过程,研究了多孔形貌、材料组成、多孔结构对材料电磁参数和吸波性能的影响,为多孔SiC基吸波材料的应用提供了实验与理论依据。以廉价、孔壁薄、孔道结构发达的生物质茄子为前驱体,通过冷冻干燥、高温碳化和碳热还原步骤制备了生物质衍生SiC基气凝胶。所制备的生物质衍生SiC基气凝胶具有生物质茄子三维连通多孔结构的形貌特点,密度在0.050-0.076 g/cm3之间。在1500℃下制备的生物质衍生SiC基气凝胶具有SiC纳米线填充三维连通多孔SiC结构的独特形貌。从反应热力学和动力学的角度分析了SiC孔壁和SiC纳米线的形成过程。生物质衍生SiC基气凝胶在较低的密度下具有良好的抗压性能,最大抗压强度为2.12 MPa,是其生物质衍生多孔碳模板材料的50倍。系统地研究了制备工艺、多孔结构、微观形貌对电磁波传播和衰减的影响规律。当制备温度为1500℃,样品厚度为2.0 mm时,生物质衍生SiC基气凝胶的最小反射损失在13.0 GHz的频率下达到了-43 dB,小于-10 dB的有效吸波频段宽度为4.0 GHz。为了获得具有弹性的多孔SiC材料,以具有丰富开孔结构和优异弹性的碳纤维毡为模板,通过碳热还原反应制备了尺寸可调、易于放大、可压缩的弹性多孔SiC基毡。该弹性多孔SiC基毡很好地保留了碳纤维毡的纤维状形貌,样品密度在0.079-0.17 g/cm3之间。当反应温度为1500℃时,在弹性多孔SiC基毡的纤维孔隙间生成了大量的SiC纳米线,形成了SiC纳米线和SiC纤维相互交织的多级网络结构。分析了SiC纤维和SiC纳米线的形成过程。由于独特的多级结构特征,弹性多孔SiC基毡具有较好的弹性,当压缩应变为20%时,弹性多孔SiC基毡在卸载压力后可以完全恢复。研究了反应条件、组织结构和多孔形貌对弹性多孔SiC基毡吸波性能与压缩性能的影响,并探究了高温条件对弹性SiC基毡电磁参数和吸波性能的影响规律。在常温条件下,当厚度为2.8mm时,弹性多孔SiC基毡的最小反射损失值为-60 dB。当测试温度升高至600℃时,弹性多孔SiC基毡仍具有优异的高温吸波性能,最小反射损失值为-14 dB,有效吸收频段宽度为3.9 GHz。为了避免传统介电-磁性复合材料的高温氧化问题,以碳纳米管为碳源、醋酸钴为钴源,采用固相烧结法制备了Co元素掺杂的SiC纳米线。研究发现,当Co元素掺杂到SiC的晶格中之后,即便在高温环境中也能保持稳定。结合DFT理论计算,研究了缺陷结构、电子结构、磁性能对基元粉体材料电磁参数和吸波性能的影响。筛选出最佳的Co掺杂SiC纳米线粉体基元材料,通过造孔法制备了孔隙率在44.2%-65.6%之间的多孔SiC基纳米陶瓷。多孔SiC基纳米陶瓷材料具有优异的抗压性能,最大抗压强度在9.2 MPa-15.4 MPa之间。分析了材料组成和孔隙率对多孔SiC基纳米陶瓷吸波性能的影响。通过调控材料的孔隙率可以改变材料的有效介电常数,提高阻抗匹配条件。磁性Co元素的掺杂有利于提高基元材料的介电损耗和磁损耗,进而增强多孔SiC基纳米陶瓷的电磁波吸收性能。孔隙率为53.6%的多孔SiC基纳米陶瓷具有优异的吸波性能,当厚度为1.27 mm时,在11.9 GHz频率下的最小反射损失为-45 dB,有效吸收频段宽度为2.1 GHz。
程源[9]（2020）在《Cf/ZrC-SiC复合材料的强韧化与抗氧化性能研究》文中指出超高温陶瓷及其复合材料具有极高的熔点（>3000℃）和优异的抗氧化烧蚀性能,被认为是高速飞行器热防护系统的重要候选材料。碳纤维具备优异的力学性能,“超高温陶瓷与碳纤维复合化”已逐渐成为国内外的发展趋势和研究热点。实现碳纤维增韧超高温陶瓷复合材料的强韧化与抗氧化协同是目前面临的关键科学问题,其中最为突出和紧要的难点在于:现有制备方法容易对碳纤维造成微结构损伤和性能退化、超高温陶瓷的引入难以实现组分和含量的大范围调控、陶瓷相与纤维难以实现双连续分布、形成的氧化层与基体材料之间结合性较差。本课题围绕上述问题,开展Cf/ZrC-SiC复合材料的强韧化与抗氧化性能研究,考察了热压制备的Cf/ZrC-SiC复合材料微结构与强韧化性能,提出了高频振动辅助注浆引入陶瓷的新方法,创新性地借助液相SiC前驱体的浸渍裂解补给,将3D Cf/ZrC-SiC的制备条件从1900℃以上/高压降低到1300℃/无压,研究了低温无压制备的3D Cf/ZrC-SiC复合材料微结构、强韧化、抗热冲击以及抗氧化烧蚀性能。研究了热压制备的ZrC-SiC、短切Cf/ZrC-SiC、层状Cf/ZrC-SiC以及3D Cf/ZrC-SiC复合材料微结构和强韧化性能。对Cf/ZrC-SiC复合材料进行解耦,分析了高温加压烧结过程中ZrC-SiC陶瓷的烧结致密化行为,阐明了SiC陶瓷颗粒的引入主要通过抑制ZrC晶粒长大、增强烧结活性来提升ZrC-SiC陶瓷的致密度、弯曲强度以及断裂韧性。通过球磨混合-放电等离子热压烧结制备了短切Cf/ZrC-SiC复合材料,短切碳纤维拔出长度有限,断裂韧性提升不明显(4.65±0.32MPa?m1/2)。利用辊压轧制-热压烧结实现了层状Cf/ZrC-SiC的制备,埋入基体中的纤维长度明显增大,纤维拔出和桥联的长度明显提升（>50μm）,沿纤维排布方向的断裂韧性提高至5～6MPa?m1/2,但是由于z向缺少碳纤维,制约了z向强韧化性能的发挥(断裂韧性为4.31±0.24MPa?m1/2)。采用浆料浸渍-热压烧结获得了3D Cf/ZrC-SiC,揭示了高温加压烧结过程中纤维化学腐蚀（颗粒腐蚀和表面腐蚀）、纤维表面陶瓷颗粒镶嵌以及z向纤维弯曲变形等微结构损伤形式和机理,提出抑制纤维结构损伤、提升复合材料强韧化性能的制备条件为小于1500℃/无压。开展了低温无压制备3D Cf/ZrC-SiC复合材料的微结构与强韧化性能研究。提出了高频振动辅助注浆引入陶瓷的新方法,将陶瓷以粉体的形式直接注入碳纤维编织体中,实现了陶瓷组分的高含量引入（>30vol.%）,相比于无振动辅助增加50%以上。在振动辅助注浆引入ZrC陶瓷的基础上,创新性地利用液相SiC前驱体的浸渍裂解,革新了超高温陶瓷复合材料传统的热压烧结制备方法,将制备条件从1900℃/高压降低到1300℃/无压,揭示了3D Cf/ZrC-SiC复合材料的低温无压烧结机制,原位裂解的纳米SiC陶瓷凭借其优良的烧结活性和优异的力学性能,在低温环境下有效填补ZrC陶瓷颗粒之间以及碳纤维编织体内的间隙,实现ZrC超高温陶瓷颗粒之间及ZrC超高温陶瓷与碳纤维之间的高强度粘结。在无界面层保护的条件下,低温无压制备新方法有效抑制了碳纤维的微结构损伤,在纤维拔出数量（成束）和纤维拔出长度（>200μm）等方面表现突出,断裂功（3046J/m2）和断裂韧性(11.12±1.25MPa?m1/2)实现了量级提升,同时弯曲强度和破坏应变分别达到313MPa和1.35%,解决超高温陶瓷材料本征脆性这一难题。考察了低温无压制备3D PyC-Cf/ZrC-SiC复合材料的力学-抗热冲击-抗氧化烧蚀性能。在PyC界面层的影响下,复合材料在弯曲强度表现良好的同时（251±27MPa）,破坏应变从1.35%增加至1.5～2%,断裂韧性得到进一步提升(13.05±1.72MPa?m1/2)。研究了3D PyC-Cf/ZrC-SiC复合材料从室温到1200℃不同温度下的抗热冲击性能,最大临界热冲击温差为875℃,较传统的陶瓷材料提升3倍以上。分析了3D PyC-Cf/ZrC-SiC复合材料的静态氧化行为以及动态抗氧化烧蚀性能,通过Zr B2浆料-液相SiC陶瓷前驱体的自然吸附和1300℃/无压裂解,与表面孔隙形成原位“钉扎”,实现了3D PyC-Cf/ZrC-SiC复合材料的表面致密化处理,在1800℃/300s氧乙炔考核环境下表现为近零烧蚀,真正意义上实现了强韧化与抗氧化协同,为超高温陶瓷复合材料工程化应用奠定了理论基础和技术支撑。
王琦[10]（2020）在《耐高温陶瓷-金属复合材料制备及性能研究》文中研究指明能源电力的快速发展对材料的高温性能提出了更高的要求,传统的高温金属和合金的最高使用温度只有1000℃左右,即使是高温性能优异的碳化硅陶瓷的长时使用温度也只有1650℃,鉴于此,新型耐高温材料对电力行业的发展具有十分重要的意义。本文采用全新的热压烧结工艺（2400℃-2600℃/50MPa/10min）制备了 xZrB2-NbMo（x=0,15,30,45,60vol.%）和x（70vol.%ZrB2-30vol.%SiC）-NbMo（x=15,30,45,60vol.%）两个系列的耐高温难熔金属-陶瓷复合材料,采用电子显微镜、X射线衍射仪和其他性能检测设备对复合材料的组织结构、室温力学性能、高温压缩力学性能和高温抗氧化性能进行了测试,对其在室温及高温条件下的变形行为、强韧化机理和断裂机制做了详细的研究。组织结构分析表明,xZrB2-NbMo系列复合材料中形成的硼化铌相的种类由Nb和B的初始比例决定,30vol.%ZrB2-NbMo的微观组织最为均匀细小,在添加了 45vol.%和60 vol.%ZrB2的复合材料中有未反应的ZrB2剩余且尺寸较大。x（70vol.%ZrB2-30vol.%SiC）-NbMo复合材料中生成相的种类取决于陶瓷相的添加量,仅在添加了1 5vol.%（70vol.%ZrB2-30vol.%SiC）的复合材料中发现了共晶组织的存在,在添加60 vol.%（70vol.%ZrB2-30vol.%SiC）的复合材料中有未反应的ZrB2剩余且尺寸较大。xZrB2-NbMo致密度均达到94%以上,最高的致密度出现在30vol.%ZrB2-NbMo 中,达到99.63%,x（70vol.%ZrB2-30vol.%SiC）-NbMo 系列复合材料的致密度最高值达到98.69%,出现在x=30vol.%的复合材料中。两个系列复合材料的室温断裂韧性值都与ZrB2添加量成负相关。SiC的添加可以在ZrB2的基础上进一步提高复合材料中NbMo固溶体的显微硬度。xZrB2-NbMo系列复合材料的最高室温抗压强度出现在 60vol.%ZrB2-NbMo 样品中,为 1 635.91MPa,x（70vol.%ZrB2-30vol.%SiC）-NbMo 复合材料的最高室温抗压强度出现在陶瓷相添加量为 15vol.%的样品中,为1053.30MPa。室温下,在四种添加了ZrB2的xZrB2-NbMo系列复合材料中,铌钼固溶体的最佳ZrB2含量为30vol.%,ZrB2与铌钼固溶体反应的最大浓度在30vol.%-45vol.%范围内,高ZrB2含量样品中的ZrB2残余改变了相组成并且降低了力学性能。高温下,加入ZrB2可显着提高xZrB2-NbMo复合材料的抗压强度。在1100℃以下,含有30vol.%ZrB2的复合材料综合高温力学性能最佳,包括强度和韧性,归功于其细小的晶粒。在800℃和1000℃的空气气氛下进行压缩实验时30vol.%ZrB2-NbMo的抗压强度分别约为不添加ZrB2的纯铌钼合金的6倍和14倍。高温压缩实验及分析表明,xZrB2-NbMo系列复合材料高温下的韧脆转变温度与ZrB2含量成正相关,其主要影响因素是铌钼固溶体中溶质元素的含量、孔隙以及间隙溶质原子的存在。就宏观断裂机制而言,对于不含ZrB2或ZrB2含量低的样品高温压缩的最终失效模式是由与压缩方向成45°角方向上的剪切失效主导的。但对于ZrB2含量较高的复合材料而言,大多数样品的断裂模式则是以沿着与压缩方向平行的方向上的劈裂为主。高温氧化实验及分析表明,在700℃氧化时,xZrB2-NbMo和x（70vol.%ZrB2-30vol.%SiC）-NbMo两个系列的复合材料都出现了不同程度的“粉化”现象,陶瓷相的添加对该温度下NbMo基体的抗氧化性有一定程度的提高。xZrB2-NbMo复合材料在900℃和1100℃氧化时,添加ZrB2可以有效提高纯NbMo基复合材料的抗氧化性,原因是生成的ZrO2和完整致密的外层B2O3保护膜增多,但在1200℃时,B2O3因大量挥发而失去保护作用,此温度下,可以在添加ZrB2的基础上添加SiC,通过生成B2O3和SiO2的复合氧化膜来提高铌钼基复合材料的抗氧化性。
二、SiC材料制备工艺研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、SiC材料制备工艺研究进展（论文提纲范文）
（1）IGBT基板用高导热低膨胀SiC/Al复合材料制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 IGBT模块发展概述 |
| 1.2.1 IGBT模块及封装 |
| 1.2.2 IGBT基板及发展现状 |
| 1.3 SiC/Al基板的制备方法概述 |
| 1.3.1 固态法 |
| 1.3.2 喷射沉积法 |
| 1.3.3 搅拌铸造法 |
| 1.3.4 液态法 |
| 1.3.5 其他相关制备方法 |
| 1.4 SiC预制体的制备工艺及研究 |
| 1.4.1 模压成形及其工艺参数研究 |
| 1.4.2 3D打印技术及其工艺参数研究 |
| 1.4.3 SiC预制体的其它成型方法及研究 |
| 1.5 液相浸渗工艺及研究 |
| 1.5.1 挤压铸造工艺及研究现状 |
| 1.5.2 无压浸渗工艺及研究现状 |
| 1.5.3 真空压力浸渗工艺及研究现状 |
| 1.6 研究意义和目的 |
| 1.7 研究内容和技术路线 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 实验技术路线 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 SiC增强体 |
| 2.1.2 Al合金基体 |
| 2.1.3 粘结剂 |
| 2.1.4 造孔剂 |
| 2.2 主要实验设备 |
| 2.2.1 预制体成型设备 |
| 2.2.2 真空压力浸渗设备 |
| 2.3 材料分析测试方法 |
| 2.3.1 SiC颗粒粒度测试 |
| 2.3.2 材料成分分析及组织形貌观察 |
| 2.3.3 材料物理性能测试 |
| 2.3.4 材料力学性能测试 |
| 3 SiC预制体模压成型工艺研究 |
| 3.1 制备SiC预制体的模压成型工艺 |
| 3.1.1 模压成型制备SiC预制体素坯 |
| 3.1.2 预制体素坯烧结 |
| 3.2 两种粒径SiC不同配比对预制体的影响 |
| 3.2.1 预制体中SiC体积分数 |
| 3.2.2 预制体孔隙特征 |
| 3.3 造孔剂含量对预制体的影响 |
| 3.3.1 SiC预制体孔隙率 |
| 3.3.2 SiC预制体孔隙特征 |
| 3.4 粘结剂对预制体的影响 |
| 3.4.1 SiC预制体成形性与孔隙率 |
| 3.4.2 SiC预制体孔隙特征 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 SiC预制体3DP工艺研究 |
| 4.1 3DP技术打印SiC预制体 |
| 4.1.1 SiC预制体的3DP打印 |
| 4.1.2 预制体素坯烧结 |
| 4.2 粘结剂对SiC预制体成形性的影响 |
| 4.3 打印层厚对SiC预制体成形性及强度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Al液真空压力浸渗工艺研究 |
| 5.1 Al液真空压力浸渗工艺 |
| 5.2 Si元素对Al液浸渗行为的影响 |
| 5.3 Mg元素对Al液浸渗行为的影响 |
| 5.4 浸渗压力对Al液浸渗行为的影响 |
| 5.5 3DP工艺制备的预制体的浸渗 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 SiC/Al复合材料性能变化规律及分析 |
| 6.1 SiC/Al复合材料导热系数变化规律及分析 |
| 6.1.1 SiC体积分数对SiC/Al复合材料导热系数的影响 |
| 6.1.2 浸渗压力对SiC/Al复合材料导热系数的影响 |
| 6.1.3 复合材料孔隙率与导热系数 |
| 6.2 SiC/Al复合材料热膨胀系数变化规律及分析 |
| 6.2.1 SiC体积分数对SiC/Al复合材料热膨胀系数的影响 |
| 6.2.2 浸渗压力对SiC/Al复合材料热膨胀系数的影响 |
| 6.3 SiC/Al复合材料抗弯强度变化规律及分析 |
| 6.3.1 SiC体积分数对SiC/Al复合材料抗弯强度的影响 |
| 6.3.2 浸渗压力对SiC/Al复合材料抗弯强度的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（2）高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高强铝合金的铸造成型 |
| 1.2.1 7xxx系铝合金的研究现状 |
| 1.2.2 7xxx铝合金的铸造工艺 |
| 1.2.3 7xxx铝合金流变成型研究进展 |
| 1.3 层状复合材料的成型方法 |
| 1.3.1 离心铸造法 |
| 1.3.2 浸渗法 |
| 1.3.3 铸造复合法 |
| 1.4 层状复合材料的界面结合机理 |
| 1.4.1 固液界面的复合机理 |
| 1.4.2 固液界面的过渡层 |
| 1.4.3 元素扩散及化合物生长对固液界面结合性能的影响 |
| 1.5 本论文研究目的与意义 |
| 1.6 本论文的难点、关键技术及创新点 |
| 1.7 本论文研究内容及技术路线 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 SiCp/A357复合材料 |
| 2.1.2 7050铝合金 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 SiC颗粒预处理装置 |
| 2.2.2 真空搅拌铸造装置 |
| 2.2.3 固液复合铸造装置 |
| 2.2.4 熔体处理装置 |
| 2.2.5 热处理装置 |
| 2.3 有限元模拟仿真 |
| 2.3.1 模拟仿真软件及内容 |
| 2.3.2 几何模型的建立及计算参数 |
| 2.4 分析测试方法 |
| 2.4.1 化学成分分析 |
| 2.4.2 微观组织观察 |
| 2.4.3 室温力学性能分析 |
| 2.4.4 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.5 摩擦磨损性能分析 |
| 3 7050铝合金流变模锻工艺研究 |
| 3.1 7050铝合金流变模锻工艺仿真优化 |
| 3.1.1 模型建立及计算参数设定 |
| 3.1.2 计算结果及分析 |
| 3.2 实验中各工艺参数对成型性的影响 |
| 3.2.1 模具温度的影响 |
| 3.2.2 浇铸温度的影响 |
| 3.2.3 比压对成型性的影响 |
| 3.3 各工艺参数对微观缺陷的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 7050铝合金流变模锻组织性能调控研究 |
| 4.1 流变模锻成型工艺对组织的影响 |
| 4.1.1 浇铸温度对微观组织的影响 |
| 4.1.2 比压对晶粒形貌的影响 |
| 4.2 7050铝合金组织调控方案 |
| 4.3 7050铝合金制动毂调控前后的组织与性能 |
| 4.4 7050铝合金组织调控优化机理 |
| 4.4.1 微合金化对7050铝合金铸件微观组织与力学性能的影响 |
| 4.4.2 IC-AEMS熔体处理对7050铝合金铸件微观组织和性能的影响 |
| 4.5 7050铝合金层的拉伸断口分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺研究 |
| 5.1 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺仿真优化 |
| 5.1.1 耐磨环厚度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.2 耐磨环高度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.3 耐磨环预热温度对其内表面升温的影响 |
| 5.2 复合铸造工艺参数对固液界面结合的影响 |
| 5.2.1 耐磨环表面处理对界面结合的影响 |
| 5.2.2 耐磨环预热温度对界面结合的影响 |
| 5.2.3 复合铸造加压前等待时间对界面结合的影响 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合界面的组织与性能 |
| 6.1 固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.1 铸态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.2 T6态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.2 固液复合界面的力学性能 |
| 6.2.1 维氏硬度测试 |
| 6.2.2 剪切性能测试 |
| 6.3 分析和讨论 |
| 6.3.1 固液铸造过程中界面的形成 |
| 6.3.2 剪切断口分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂复合铸造实验 |
| 7.1 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂结构及制备 |
| 7.2 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂组织及性能 |
| 7.2.1 微观组织表征 |
| 7.2.2 性能分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）碳化硅元件自由基等离子体加工关键工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.2 超光滑表面的加工方法 |
| 1.3 等离子体光学加工国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及章节安排 |
| 2 实验平台及相关测试技术 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 磁控溅射 |
| 2.3 RPS-350型自由基等离子体刻蚀抛光系统 |
| 2.4 测试设备及技术 |
| 2.4.1 朗缪尔探针 |
| 2.4.2 Zygo Newview 8200白光干涉仪(WLI) |
| 2.4.3 Taylor Hobson PGI Optics接触式轮廓仪 |
| 2.4.4 椭偏仪 |
| 2.4.5 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM) |
| 2.4.6 X射线衍射仪(X-Ray Diffractometer,XRD) |
| 2.4.7 X光电子能谱仪(X-ray Photo-electronic Spectroscopy,XPS) |
| 2.4.8 光纤光谱仪 |
| 3 磁控溅射制备SiC改性层工艺探索 |
| 3.1 SiC靶直接溅射 |
| 3.2 硅靶反应溅射 |
| 3.3 两种工艺的对比总结 |
| 3.3.1 沉积速率 |
| 3.3.2 表面粗糙度 |
| 3.3.3 薄膜组分 |
| 3.3.4 晶体结构 |
| 3.3.5 两种工艺总结 |
| 3.4 SiC薄膜退火 |
| 3.5 小结 |
| 4 自由基微波离子源设备刻蚀特性研究 |
| 4.1 微波远端等离子体源(RPS)等离子体表征 |
| 4.2 刻蚀均匀性 |
| 4.2.1 水平方向 |
| 4.2.2 不同刻蚀角度(基片表面法线与RPS源轴线所夹锐角) |
| 4.3 不同工作气体流量刻蚀 |
| 4.4 刻蚀前、后表面及残留物分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 自由基等离子体刻蚀SiC |
| 5.1 刻蚀S-SiC |
| 5.2 刻蚀SiC薄膜 |
| 5.2.1 不同工作气体流量比刻蚀退火、未退火SiC薄膜 |
| 5.2.2 刻蚀不同晶型SiC薄膜 |
| 5.2.3 刻蚀前、后表面及残留物分析 |
| 5.3 刻蚀S-Sic与刻蚀sic薄膜对比 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（4）SiC纤维增强Ti基复合材料的制备及微观组织结构研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 选题背景及意义 |
| 2.2 SiC_f/Ti基复合材料的应用 |
| 2.3 SiC_f/Ti基复合材料的制备 |
| 2.4 SiC_f/Ti基复合材料微观组织结构 |
| 2.5 高超声速飞行器蒙皮结构的发展 |
| 3 研究内容及试验方案 |
| 3.1 试验材料 |
| 3.2 试验方案与内容 |
| 3.3 主要创新点 |
| 4 CVD法制备SiC纤维研究 |
| 4.1 直流加热法CVD装置的设计 |
| 4.1.1 反应器结构设计 |
| 4.1.2 反应器法兰结构设计 |
| 4.1.3 供气系统设计 |
| 4.2 SiC纤维制备CVD工艺优化 |
| 4.2.1 原材料选择 |
| 4.2.2 沉积温度的影响规律 |
| 4.2.3 氢气流量的影响规律 |
| 4.2.4 氩气流量的影响规律 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 纤维排布优化与结构设计 |
| 5.1 纤维布编织技术研究 |
| 5.2 纤维排布角度对复合材料性能的影响规律研究 |
| 5.3 纤维排布对复合材料的内应力影响规律研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 制备工艺优化与组织结构演变规律研究 |
| 6.1 SiC纤维布除胶工艺 |
| 6.2 SiC_f/Ti复合材料热压工艺优化 |
| 6.3 TB8钛合金热处理工艺优化及微观组织演变规律 |
| 6.4 SiC_f/TB8复合材料微观组织演变规律 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 复合材料界面反应调控与性能评价 |
| 7.1 SiC_f/Ti复合材料界面微观组织结构分析 |
| 7.1.1 纤维与基体界面微观形貌与元素分布 |
| 7.1.2 热压保温时间对纤维与基体界面微观组织的影响 |
| 7.1.3 SiC_f/Ti复合材料界面热力学与动力学分析 |
| 7.2 SiC_f/Ti复合材料性能评价及失效机理分析 |
| 7.2.1 SiC_f/Ti复合材料室温力学性能评价与分析 |
| 7.2.2 SiC_f/Ti复合材料高温力学性能评价与分析 |
| 7.2.3 SiC_f/Ti复合材料疲劳性能评价与分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 蒙皮模拟件制备及考核验证研究 |
| 8.1 SiC_f/Ti复合材料蒙皮结构件设计 |
| 8.2 SiC_f/Ti复合材料蒙皮结构件制备 |
| 8.3 SiC_f/Ti复合材料蒙皮结构件无损检测分析 |
| 8.4 SiC_f/Ti复合材料蒙皮结构件组织和性能评价 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）SiC基超级电容器电极材料制备及电化学性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器概述 |
| 1.2.1 超级电容器的研究进程 |
| 1.2.2 超级电容器的典型结构 |
| 1.2.3 超级电容器的分类及原理 |
| 1.2.4 超级电容器的特点及应用 |
| 1.3 超级电容器电极材料研究进展 |
| 1.3.1 碳基超级电容器研究进展 |
| 1.3.2 金属氧化物/氢氧化物基超级电容器研究进展 |
| 1.3.3 导电聚合物基超级电容器研究进展 |
| 1.4 SiC基超级电容器概述 |
| 1.4.1 SiC纳米材料简介 |
| 1.4.2 SiC基超级电容器研究进展 |
| 1.4.3 SiC基超级电容器未来展望 |
| 1.5 选题依据及研究内容 |
| 第2章 实验材料及测试方法 |
| 2.1 实验试剂及仪器设备 |
| 2.2 材料表征与分析方法 |
| 2.3 电化学性能测试与分析方法 |
| 第3章 SiC@PEDOT纳米复合材料制备及其电化学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方案 |
| 3.3 材料形貌与结构表征 |
| 3.4 电化学性能检测与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 SiC@C纳米复合材料制备及其电化学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.3 材料形貌及结构表征 |
| 4.4 电化学性能检测与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 SiC纳米线结构调控及其高温电化学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.3 材料形貌与结构表征 |
| 5.4 电化学性能检测与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 SiC/CNT基柔性电极制备及其宽温电化学性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方案 |
| 6.3 材料形貌与结构表征 |
| 6.4 电化学性能检测与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录Ⅰ 攻读博士学位期间发表的学术论文和取得的成果 |
| 附录Ⅱ 英文论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）SiC复合材料的研究进展与展望（论文提纲范文）
| 1 种类 |
| 1.1 金属/SiC |
| 1.2 陶瓷/SiC |
| 1.3 C/SiC |
| 1.4 复合增强SiC |
| 2 制备方法 |
| 2.1 CVI |
| 2.2 PIP |
| 2.3 粉末冶金法 |
| 2.3.1 PS |
| 2.3.2 HIP |
| 2.3.3 HP |
| 2.3.4 RS |
| 2.3.5 SPS |
| 2.3.6 HTHP |
| 2.4 RMI |
| 2.5 复合方法 |
| 3 增强增韧 |
| 3.1 增韧相增强增韧 |
| 3.1.1 颗粒弥散增强增韧 |
| 3.1.2 纤维增强增韧 |
| 3.1.3 晶须增强增韧 |
| 3.2 通过工艺方法增强增韧 |
| 3.2.1 晶粒细化 |
| 3.2.2 热处理 |
| 3.3 其他方法 |
| 3.3.1 微裂纹增韧 |
| 3.3.2 层状复合结构增韧 |
| 4 性能 |
| 4.1 抗氧化性 |
| 4.2 硬度 |
| 4.3 韧性 |
| 4.4 强度 |
| 5 应用 |
| 5.1 石油工业 |
| 5.2 化学工业 |
| 5.3 航空航天 |
| 5.4 核工业 |
| 5.5 机械工业 |
| 6 展望 |
（7）陶瓷基复合材料及其环境障涂层发展现状研究（论文提纲范文）
| CMC |
| 1 陶瓷基体 |
| 1.1 基本介绍 |
| 1.2 制备方法 |
| 2 增强纤维 |
| 2.1 基本介绍 |
| 2.2 研究现状 |
| 2.3 制造方法 |
| 3 界面层 |
| 3.1 基本介绍 |
| 3.2 研究进展 |
| 4 CMC的制备工艺 |
| 4.1 CVI法 |
| 4.2 PIP法 |
| 4.3 MI法 |
| 4.4 研究进展 |
| 5 CMC的性能研究 |
| 6 CMC的应用 |
| 环境障涂层 |
| 1体系 |
| 2制备方法 |
| 3失效机理研究进展 |
| 结论 |
（8）多孔碳化硅基材料的制备与吸波性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 雷达隐身原理 |
| 1.3 吸波材料概述 |
| 1.3.1 电磁波吸收原理 |
| 1.3.2 吸波材料的分类 |
| 1.4 耐高温吸波材料的研究进展 |
| 1.4.1 碳基吸波材料 |
| 1.4.2 金属氧化物吸波材料 |
| 1.4.3 三元层状化合物吸波材料 |
| 1.4.4 SiC基吸波材料 |
| 1.5 多孔SiC材料的研究现状及分析 |
| 1.5.1 多孔SiC材料的制备方法 |
| 1.5.2 多孔SiC基吸波材料的研究现状 |
| 1.5.3 多孔SiC基吸波材料研究中存在的不足 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及实验方法 |
| 2.1 实验材料与仪器设备 |
| 2.1.1 实验原料与试剂 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 实验样品的制备 |
| 2.2.1 生物质衍生SiC基气凝胶的制备 |
| 2.2.2 弹性多孔SiC基毡的制备 |
| 2.2.3 多孔SiC基纳米陶瓷的制备 |
| 2.3 材料的表征与性能测试 |
| 2.3.1 材料表征方法 |
| 2.3.2 材料性能测试方法 |
| 第3章 生物质衍生SiC基气凝胶的制备与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 生物质衍生多孔碳材料的制备与表征 |
| 3.3 生物质衍生SiC基气凝胶的制备与表征 |
| 3.3.1 生物质衍生SiC基气凝胶的结构与形貌表征 |
| 3.3.2 生物质衍生SiC基气凝胶的压缩性能表征 |
| 3.4 生物质衍生多孔SiC基材料的形成过程分析 |
| 3.5 生物质衍生SiC基气凝胶的吸波性能研究 |
| 3.5.1 生物质衍生SiC基气凝胶的介电常数和损耗因子 |
| 3.5.2 生物质衍生SiC基气凝胶的反射损失 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 弹性多孔SiC基毡的制备与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 弹性多孔碳材料的选择与表征 |
| 4.3 弹性多孔SiC基毡的制备与表征 |
| 4.3.1 弹性多孔SiC基毡的结构与形貌表征 |
| 4.3.2 弹性SiC基毡的压缩性能表征 |
| 4.4 弹性多孔SiC基毡的形成过程分析 |
| 4.5 弹性多孔SiC基毡的吸波性能研究 |
| 4.5.1 弹性多孔SiC基毡的常温介电常数 |
| 4.5.2 弹性多孔SiC基毡的常温反射损失 |
| 4.5.3 弹性多孔SiC基毡的高温介电常数和损耗因子 |
| 4.5.4 弹性多孔SiC基毡的高温反射损失 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 多孔SiC基纳米陶瓷的制备与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CO掺杂SiC纳米线材料的制备与表征 |
| 5.2.1 Co掺杂SiC纳米线的结构与形貌表征 |
| 5.2.2 Co掺杂SiC纳米线的电磁参数 |
| 5.2.3 Co掺杂SiC纳米线的反射损失 |
| 5.3 多孔SiC基纳米陶瓷的制备与表征 |
| 5.3.1 多孔SiC基纳米陶瓷的制备 |
| 5.3.2 多孔SiC基纳米陶瓷的结构与形貌表征 |
| 5.3.3 多孔SiC基纳米陶瓷的压缩性能表征 |
| 5.4 多孔SiC基纳米陶瓷的吸波性能研究 |
| 5.4.1 多孔SiC基纳米陶瓷的电磁参数 |
| 5.4.2 多孔SiC基纳米陶瓷的反射损失 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 主要创新点 |
| 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）Cf/ZrC-SiC复合材料的强韧化与抗氧化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 超高温非烧蚀热防护材料 |
| 1.2.1 难熔金属及其合金材料 |
| 1.2.2 超高温陶瓷及其复合材料 |
| 1.2.3 抗氧化改性的碳/碳复合材料 |
| 1.2.4 抗氧化改性的C/SiC复合材料 |
| 1.3 ZrC基超高温陶瓷复合材料 |
| 1.3.1 ZrC陶瓷的基本性能 |
| 1.3.2 ZrC陶瓷的烧结致密化 |
| 1.3.3 ZrC陶瓷的强韧化技术 |
| 1.4 碳纤维增韧ZrC超高温陶瓷复合材料的制备方法 |
| 1.4.1 球磨混合与热压烧结法 |
| 1.4.2 浆料刷涂与热压烧结法 |
| 1.4.3 浆料浸渍法 |
| 1.4.4 前驱体浸渍裂解法 |
| 1.4.5 反应熔体浸渗法 |
| 1.4.6 复合方法 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 材料制备及实验方法 |
| 2.1 实验用原材料及制备方法 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 材料制备 |
| 2.2 测试及表征 |
| 2.2.1 成分与微结构表征 |
| 2.2.2 物理性能测试及表征 |
| 2.2.3 力学性能测试及表征 |
| 2.2.4 热冲击性能测试 |
| 2.2.5 抗氧化烧蚀性能测试 |
| 第3章 热压制备C_f/ZrC-SiC复合材料的微结构与强韧化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ZrC-SiC陶瓷的烧结致密化行为及其力学性能分析 |
| 3.2.1 ZrC-SiC陶瓷的烧结致密化行为 |
| 3.2.2 ZrC-SiC陶瓷的裂纹扩展与断口形貌分析 |
| 3.2.3 ZrC-SiC陶瓷的力学性能分析 |
| 3.3 短切C_f/ZrC-SiC复合材料的微结构和强韧化性能研究 |
| 3.3.1 短切C_f/ZrC-SiC复合材料的制备及微观结构分析 |
| 3.3.2 短切C_f/ZrC-SiC复合材料的裂纹传递形貌分析 |
| 3.3.3 短切C_f/ZrC-SiC复合材料的断口形貌分析 |
| 3.3.4 短切C_f/ZrC-SiC复合材料的强韧化性能研究 |
| 3.4 层状C_f/ZrC-SiC复合材料的微结构与强韧化性能研究 |
| 3.4.1 层状C_f/ZrC-SiC复合材料的轧制-热压制备方法 |
| 3.4.2 陶瓷粉体在纤维束内的微观分布分析 |
| 3.4.3 层状C_f/ZrC-SiC的宏微观结构分析 |
| 3.4.4 层状C_f/ZrC-SiC的裂纹传递与断口形貌分析 |
| 3.4.5 层状C_f/ZrC-SiC的强韧化性能研究 |
| 3.5 3D C_f/ZrC-SiC复合材料的微结构与强韧化性能研究 |
| 3.5.1 3D C_f/ZrC-SiC复合材料的微结构研究 |
| 3.5.2 3D碳纤维在热压烧结下的微结构损伤机理分析 |
| 3.5.3 3D C_f/ZrC-SiC的断口及裂纹传递形貌研究 |
| 3.5.4 3D C_f/ZrC-SiC的强韧化性能研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 低温无压制备3D C_f/ZrC-SiC复合材料的微结构与强韧化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 3D C_f/ZrC-SiC复合材料的低温无压制备方法 |
| 4.3 ZrC陶瓷在3D碳纤维内的振动辅助注浆引入 |
| 4.3.1 振动辅助注浆方法 |
| 4.3.2 振动辅助对陶瓷粉体引入与分布微观结构的影响 |
| 4.3.3 振动辅助机制分析 |
| 4.4 3D C_f/ZrC-SiC复合材料的低温无压烧结 |
| 4.4.1 液相碳化硅陶瓷前驱体的热重及物相分析 |
| 4.4.2 低温无压烧结过程中复合材料的微结构演变行为研究 |
| 4.4.3 低温无压烧结对碳纤维的损伤抑制 |
| 4.4.4 复合材料低温无压烧结机制 |
| 4.4.5 低温无压制备的复合材料裂纹传递与断口形貌研究 |
| 4.4.6 低温无压制备的复合材料强韧化性能分析 |
| 4.5 PyC界面层对3D C_f/ZrC-SiC微结构及强韧化性能的影响研究 |
| 4.5.1 3D PyC-C_f/ZrC-SiC复合材料宏微观结构分析 |
| 4.5.2 PyC界面层对断口与裂纹传递微观形貌的影响研究 |
| 4.5.3 PyC界面层对强韧化性能的影响研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 3D PyC-C_f/ZrC-SiC复合材料的抗热冲击与抗氧化烧蚀性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 3D PyC-C_f/ZrC-SiC复合材料的抗热冲击性能研究 |
| 5.2.1 临界热冲击温差 |
| 5.2.2 热冲击后复合材料表面微结构分析 |
| 5.3 复合材料静态氧化行为研究 |
| 5.3.1 静态氧化后表面微观结构分析 |
| 5.3.2 静态氧化剖面的微观结构分析 |
| 5.4 复合材料动态抗氧化烧蚀性能研究 |
| 5.4.1 有无PyC界面层时烧蚀试样的温升曲线及宏观形貌分析 |
| 5.4.2 烧蚀试样的表面微观形貌分析 |
| 5.4.3 表面致密化处理后的抗氧化烧蚀性能研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）耐高温陶瓷-金属复合材料制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 耐高温材料研究现状 |
| 1.2.1 金属间化合物 |
| 1.2.2 难熔金属及其合金 |
| 1.2.3 C/C复合材料 |
| 1.2.4 超高温陶瓷材料 |
| 1.2.5 金属陶瓷复合材料及分类 |
| 1.2.6 超高温难熔金属陶瓷复合材料及研究现状 |
| 1.2.7 耐高温材料制备方法 |
| 1.3 耐高温材料在电力行业的应用前景 |
| 1.3.1 燃气轮机热端部件用材 |
| 1.3.2 垃圾焚烧发电机组测温热电偶保护管用材 |
| 1.3.3 煤粉炉燃烧器喷嘴用材 |
| 1.4 实验材料的选择及其性质 |
| 1.4.1 基体和增强体材料的选择 |
| 1.4.2 铌及其合金的性质 |
| 1.4.3 钼及其合金的性质 |
| 1.4.4 二硼化锆的性质 |
| 1.4.5 碳化硅的性质 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 材料制备工艺和原材料 |
| 2.2 组织结构分析 |
| 2.2.1 XRD物相分析 |
| 2.2.2 SEM观察 |
| 2.2.3 密度测定 |
| 2.3 力学性能测试 |
| 2.3.1 显微硬度测定 |
| 2.3.2 弹性模量测定 |
| 2.3.3 断裂韧性测定 |
| 2.3.4 常温压缩实验 |
| 2.3.5 高温压缩实验 |
| 2.4 抗氧化性能测试 |
| 第3章 xZrB_2-NbMo复合材料的组织结构及室温力学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料的组织结构分析 |
| 3.2.1 XRD物相分析 |
| 3.2.2 SEM分析 |
| 3.2.3 密度分析 |
| 3.3 复合材料的室温力学性能分析 |
| 3.3.1 显微硬度分析 |
| 3.3.2 常温压缩和弹性模量分析 |
| 3.3.3 断裂韧性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 x(70vol.%ZrB_2-30vol.%SiC)-NbMo复合材料的组织结构及室温力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合材料的组织结构分析 |
| 4.2.1 XRD物相分析 |
| 4.2.2 SEM分析 |
| 4.2.3 密度分析 |
| 4.3 复合材料的室温力学性能分析 |
| 4.3.1 显微硬度分析 |
| 4.3.2 常温压缩和弹性模量分析 |
| 4.3.3 断裂韧性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 xZrB_2-NbMo复合材料的高温压缩变形行为及强化机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 空气气氛下材料的高温压缩应力-应变曲线 |
| 5.3 高温压缩峰值应力 |
| 5.3.1 高温压缩峰值应力 |
| 5.3.2 ZrB_2含量对峰值应力的影响 |
| 5.3.3 实验温度对峰值应力的影响 |
| 5.4 高温压缩塑性应变 |
| 5.4.1 高温压缩塑性应变 |
| 5.4.2 ZrB_2含量对塑性应变的影响 |
| 5.4.3 实验温度对塑性应变的影响 |
| 5.5 高温压缩后微观组织 |
| 5.6 高温压缩断口的微观形貌和宏观形貌 |
| 5.7 1700℃真空环境下材料的压缩应力-应变曲线 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 xZrB_2-NbMo和x(70vol.%ZrB_2-30vol.%SiC)-NbMo复合材料的高温氧化行为 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 xZrB_2-NbMo复合材料高温氧化行为 |
| 6.2.1 复合材料在700℃的氧化行为 |
| 6.2.2 复合材料在900℃的氧化行为 |
| 6.2.3 复合材料在1100℃的氧化行为 |
| 6.2.4 复合材料在1200℃的氧化行为 |
| 6.2.5 xZrB_2-NbMo复合材料氧化机理分析 |
| 6.3 x(70vol.%ZrB_2-30vol.%SiC)-NbMo复合材料高温氧化行为 |
| 6.3.1 复合材料在700℃的氧化行为 |
| 6.3.2 复合材料在900℃的氧化行为 |
| 6.3.3 复合材料在1100℃的氧化行为 |
| 6.3.4 复合材料在1200℃的氧化行为 |
| 6.3.5 x(70vol.%ZrB_2-30vol.%SiC)-NbMo复合材料氧化机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、SiC材料制备工艺研究进展（论文参考文献）
- [1]IGBT基板用高导热低膨胀SiC/Al复合材料制备研究[D]. 陈梦琴. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [2]高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究[D]. 郑瀚森. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [3]碳化硅元件自由基等离子体加工关键工艺研究[D]. 杨梦熊. 西安工业大学, 2021(02)
- [4]SiC纤维增强Ti基复合材料的制备及微观组织结构研究[D]. 金旗. 北京科技大学, 2021(08)
- [5]SiC基超级电容器电极材料制备及电化学性能[D]. 李笑笑. 山东大学, 2021(10)
- [6]SiC复合材料的研究进展与展望[J]. 邹芹,周鑫,李艳国,王明智. 中南大学学报(自然科学版), 2020(11)
- [7]陶瓷基复合材料及其环境障涂层发展现状研究[J]. 江舟,倪建洋,张小锋,何兵,王超,董琳,邓春明,邓畅光,刘敏. 航空制造技术, 2020(14)
- [8]多孔碳化硅基材料的制备与吸波性能研究[D]. 梁彩云. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]Cf/ZrC-SiC复合材料的强韧化与抗氧化性能研究[D]. 程源. 哈尔滨工业大学, 2020(06)
- [10]耐高温陶瓷-金属复合材料制备及性能研究[D]. 王琦. 华北电力大学(北京), 2020(06)