氮化铝基高热导微波衰减材料开题报告-北科大

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1、北京科技大学研究生开题报告北京科技大学硕士学位研究生开题报告及文献综述论文题目：氮化铝基高热导微波衰减材料指导教师：单位：材料科学与工程学院学号：S20100xx作者：xx专业名称：材料科学与工程入学时间：2010年9月报告时间：2011年7月北京科技大学研究生开题报告目录1文献综述11.1引言11.2AlN及其复相陶瓷的性能31.2.1AlN陶瓷的研究进展31.2.2AlN陶瓷的结构和性能41.2.3AlN基微波衰减陶瓷材料优良性能51.2.4AlN基微波衰减陶瓷材料的缺点61.3改善AlN基复相陶瓷性能的方法71.3.1

2、添加烧结助剂71.3.2添加微波衰减吸收剂91.4AlN陶瓷材料的烧结制备131.5AlN陶瓷的导热机理及影响因素161.5.1AlN陶瓷的导热机理161.5.2影响AlN陶瓷热导率的因素171.5.3提高AlN陶瓷热导率的途径201.6微波衰减材料衰减原理……………………………………………221.6.1微波衰减材料的电磁参数221.6.2微波衰减机理232课题来源和选题意义272.1课题来源272.2选题意义272.3课题研究内容及目标273研究方案和时间安排293.1研究方案293.2时间安排29参考文献31北京科技大学

3、研究生开题报告1文献综述1.1引言材料是人类生产和生活的物质基础，新材料是高新技术发展的先导和关键。微波衰减材料是一种能吸收电磁波，并将其转换成热能而输送到材料体外或使电磁波因干涉而消失，而对电磁波的反射、散射和投射都很小的功能材料。随着电子工业的高速发展，各类电子设备在得到广泛应用的同时也带来了日益严重的电磁污染问题，如危害人体健康、信息泄露、电磁辐射和干扰等。因此，微波衰减材料的应用已远远超出其最初的军事隐形和反隐形、对抗和反对抗领域，而更广泛地应用在人体安全防护、通讯及导航系统的抗电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、

4、电磁兼容等许多方面。吸波材料[1,2]从材料损耗机理可分为电介质型、电阻型和磁介质型三种。电介质型：钛酸钡之类；电阻型：碳纤维、碳化硅纤维、炭黑、石墨等；磁介质型：超金属微粉、铁氧体、羰基铁等。从材料成型工艺和承载能力可分为涂敷型吸波材料和结构型吸波材料。涂敷型是指在结构表面涂敷具有吸波功能的涂料，结构型是指赋予材料吸波和承载双重功能。从吸波方式又可分为吸收型和干涉型。所谓吸收型就是材料本身吸收电磁波的，干涉就是材料利用前后两列反射波相互干涉相消，同样削弱电磁波。微波衰减材料属于耐高温、介电损耗型吸波材料。近来，高导热微波衰

5、减材料引起了科研人员的广泛重视。随着现代电子技术的迅速发展，微波电真空器件朝着微型化、轻质化、高集成度、高可靠性、大功率输出的方向发展，这就急需要高导热微波衰减材料来作为体衰减器或损耗纽扣等关键部件来提高技术支持，以切断反馈途径，提高器件的工作稳定性。大功率微波电真空器件对衰减材料的基本要求[3,4]是：(1)介电常数高而且虚部可控，它是实现衰减材料高衰减量，能承受大功率的关键之一，虚部可控目的是为了满足不同管型的行波管使用要求；(2)基体具有良好的导热性，将微波衰减所产生的热量及时传导出去，维持行波管的正常工作状态；(3)

6、高温和化学稳定性较好，保证材料能经受整个制管工艺过程而性能不变；(4)一定的机械强度，以保证在装架或管子使用过程中不受损坏，适当的线胀系数，满足衰减瓷与管内金属部件的焊接需求；(5)材料在制备时希望工艺简单、易于控制、重复性好、成品率高。37北京科技大学研究生开题报告缺少微波衰减材料，微波电真空器件，特别是大功率器件将不能正常使用。国内传统上采用BeO渗碳、Al203渗碳的复相材料作微波衰减材料，BeO最大的缺点是具有很强的毒性，大量吸入人体后将导致急性肺炎，长期吸入会引起慢性铍肺病。另外，BeO熔点为(2570±20)℃，

7、纯BeO陶瓷的烧结温度达1900℃以上，使得其生产成本较高。而Al203的热导率较低，99瓷的热导率仅为29W／(m·K)。热膨胀系数比单晶硅的要高，故Al2O3陶瓷在高频、大功率、超大规模集成电路中的使用受到限制[5，18]。传统微波吸收材料已经满足不了信息技术发展的要求。因此，对新型微波衰减材料的研究已迫在眉睫。BeO基衰减陶瓷虽然具有高的热导率，但是BeO材料的毒性对环境有污染、对人体健康有危害，极大地限制了其使用。人们把目光转向了AlN，这种材料无毒，热导率理论值为320W.m-1.K-1[6,7]，多晶AlN材料的

8、热导率为30～260W.m-1.K-1[8]，与BeO的热导率相近，是Al2O3热导率的8倍左右。AlN有高热导率、适中的介电系数、好的化学和热稳定性，很高的电阻率。故以AlN作为介质相，不但有利于提高衰减材料的热导率，还有利于提高材料的衰减性能[9-11]。除此以外，以AlN为基的衰减材