【摘 要】
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聚合物衍生陶瓷（PDCs）技术制备的Si基陶瓷具有耐高温、高强度及优异电磁性能等特性,受到了广泛研究。碳化硅（SiC）是一种典型的半导体材料,具有可调节的禁带宽度,较高的机械强度、化学稳定性和抗氧化性,被广泛应用于复杂多变的电磁兼容环境。然而,通过PDCs技术制备的SiC陶瓷,由于高的电导率,导致介电常数较大,使得与自由空间阻抗失配。如何通过微结构设计改善其阻抗匹配特性及增强其电磁波损耗特性,实现
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聚合物衍生陶瓷（PDCs）技术制备的Si基陶瓷具有耐高温、高强度及优异电磁性能等特性,受到了广泛研究。碳化硅（SiC）是一种典型的半导体材料,具有可调节的禁带宽度,较高的机械强度、化学稳定性和抗氧化性,被广泛应用于复杂多变的电磁兼容环境。然而,通过PDCs技术制备的SiC陶瓷,由于高的电导率,导致介电常数较大,使得与自由空间阻抗失配。如何通过微结构设计改善其阻抗匹配特性及增强其电磁波损耗特性,实现良好的电磁波吸收性能是PDCs-SiC陶瓷的研究热点。本文通过在SiC基陶瓷基体中构建三维网络结构来优化阻抗匹配特性及损耗特性。采用聚碳硅烷（PCS）为前驱体,以稀土硝酸盐为催化剂,使用PDCs技术制备SiC陶瓷,探究不同催化剂对纳米线的催化机理,揭示纳米线构筑3D网络结构的规律,进一步探究3D网络结构与阻抗匹配及损耗特性影响。本文的主要研究结果如下:（1）对比分析不同稀土硝酸盐（Sc（NO3）3、Y（NO3）、Ce（NO3）3）对PDCs-SiC陶瓷微观形貌及介电性能的影响。结果表明:在1350℃热处理温度下,以Sc（NO3）3为催化剂制备的Sc-SiC陶瓷中含有较多的碳化硅纳米线（SiCnws）,在基体内部构筑了3D网络结构,调整了阻抗匹配,增强了纳米异质界面及缺陷。在X波段,当材料厚度为2.9mm时,Sc-SiC陶瓷的最小反射系数值(RCmin)为-10.8 d B,有效吸收带宽（EAB）为3.2 GHz。（2）以Sc（NO3）3作为催化剂,采用不同热处理温度制备Sc-SiC陶瓷,当温度升高,从PCS中析出的SiC、SiCnws和碳层含量增加。大量SiCnws覆盖在SiC基体的气孔和表面,SiCnws的生长符合气-液-固（VSL）机制。结果表明:热处理温度为1300℃时,制备的Sc-SiC陶瓷在X波段实现了优异的电磁波吸收性能。主要表现为:厚度为2.75mm时,在频率为9.4 GHz时,RCmin为-33.2 d B,EAB为4.2 GHz,覆盖了整个X波段。
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