氮化鋁-碳納米管復相陶瓷的制備及其性能研究.pdf

1、隨著大功率微波管的工作頻率由厘米波（X及更低頻率波段）逐漸進入到毫米波范圍（Ka及更高頻率波段），頻率和溫度不斷提高。吸波材料的散熱性能逐漸跟不上微波器件的發(fā)展要求，材料的導熱性能與吸波性能的協(xié)調已成為器件設計和制造的難點。
　　 本論文以碳納米管（CNTs）作為微波吸收劑，氮化鋁（AlN）為基體，Y2O3為燒結助劑，采用放電等離子燒結工藝（SPS）制備AlN/CNTs微波吸收材料，運用XRD、SEM、TEM、EDS等對陶瓷復合

2、材料的微觀結構、組成等進行了分析，并對其熱導率和吸波性能做了測試。
　　 碳納米管（CNTs）的制備已經成熟，目前制備碳納米管在復合材料中應用的主要問題是碳納米管在基體中的分散以及與基體材料的相容問題。我們用硝酸氧化法除去碳納米管中的催化劑顆粒及其它微量雜質。采用十二烷基硫酸鈉（SDS）分散劑和超聲可以得到穩(wěn)定時間較長的碳納米管懸浮溶液。在此基礎上，利用可控的醇鹽水解和后續(xù)氮化工藝，制得TiN均勻、致密包覆的CNTs/TiN。包

3、覆后CNTs表面極性增強，顯著降低了在介質中的分散難度。經適當工藝處理后，酸處理和表面改性的CNTs都可以均勻的分散在AlN基體中。
　　 SPS制備單相AlN陶瓷，AlN起始粒徑尺寸和燒結助劑添加量，對材料的顯微結構和導熱性能有顯著影響。起始粒徑為1.3μm的AlN粉末添加3wt％Y2O3在燒結溫度1700℃，保溫時間10min的燒結工藝下，樣品相對密度可達98％以上，熱導率達到136W/m·k。
　　 AlN/CNT

4、s復相陶瓷在SPS的制備條件下可以快速致密，CNTs含量在1-10vol％范圍內，致密度均達到97％以上。AlN的起始粒徑尺寸對材料的顯微結構有顯著影響，在相同的燒結溫度下，AlN起始粒徑為納米的試樣，CNTs結構沒有破壞，而起始粒徑為微米的試樣CNTs結構被破壞。此外，材料的熱導率隨CNTs含量的增加而近似線性下降。根據(jù)CNTs的含量調整燒結助劑Y2O3的添加量，發(fā)現(xiàn)Y2O3添加量對AlN/CNTs復相陶瓷的熱導率有顯著影響，不同的C