高性能可加工BN绝缘陶瓷的制备开题报告

 2021-08-14 02:16:24

1. 研究目的与意义(文献综述)

氮化硅陶瓷是综合性能最好的结构陶瓷材料之一,不仅具有优异的力学性能和热稳定性,而且具有较低的介电常数,近年来成为航空航天透波材料的研究热点。1980年以后,为发展耐高温、宽带、低瞄准误差天线罩,美国已将氮化硅为基本组成的复合陶瓷天线罩列为了研究的主要目标之一。氮化硼(bn)陶瓷作为比氮化硅陶瓷更好的热稳定性和更低的介电常数、介电损耗,是为数不多的分解温度能达到3000°c的化合物之一,而且在很宽的范围内具有极好的热性能和电性能的稳定性。

氮化硼作为绝缘材料,有着良好的电学性能和可加工性能,在作为绝缘原材料方面有着得天独厚的优势。六方氮化硼的类石墨结构赋予了它良好的电学性质,但是其力学性质上的缺陷使得六方氮化硼不能单独的作为陶瓷烧结材料来制备绝缘陶瓷。相反,氮化硅作为传统陶瓷烧结材料,其力学性能和绝缘性能都非常优秀,但是传统陶瓷材料的弊端在于可加工性能差,很多国内外学者都作了关于将二者结合起来的研究,以求得在具备高介电性能的情况下,兼具氮化硼的加工性能以及氮化硅的力学性能的复合材料。

据有关方面的报道,添加氮化硼所制备的氮化硼/氮化硅复合陶瓷材料具有较纯氮化硅陶瓷更稳定的热物理性能、低介电常数和高的力学性能,完全承受高马赫飞行条件下防热、承载和透波的需求。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容

1.完成bn基绝缘陶瓷体系设计,获得bn-si3n4体系的最佳成分组成,以及选定合适的烧结助剂。

2.完成sps快速制备bn基绝缘陶瓷的工艺研究,获得最佳的烧结工艺。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,确定实验方案,了解试验仪器和设备,完成开题报告。

第4-5周:学习使用实验仪器和设备,并逐步开始制备样品。

第6-12周:采用sps烧结bn基绝缘陶瓷,对实验结果进行分析。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1].yanli zhuang, shengjin wang, dechang jia, boqian sun, qian li, peifeng zhang, yu zhou, fabrication of gel cast bn/si3n4 composite ceramics from surface-coated bn powder[j],materials science and engineering: a, 2015,626: 27-33.

[2].shengjin wang, dechang jia, , zhihua yang, xiaoming duan, zhuo tian, yu zhou, effect of bn content on microstructures, mechanical and dielectric properties of porous bn/si3n4 composite ceramics prepared by gel casting[j], ceramics international, 2013,39: 4231–4237.

[3].m. belhaja, k. guercha, p. sarrailha, n. arcisb, temperature effect on the electron emission and charging of bn–sio2 under low energy electron irradiation [j], nuclear instruments and methods in physics research section b: beam interactions with materials and atoms, 2015,362: 163–166.

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