氮化硅纳米线的合成及其增强氮化硅基透波复合材料研究
发布时间：2020-12-28 20:37
随着导弹与飞行器的快速发展,尤其是高马赫数导弹以及高超声速飞行器的出现,作为集承载、透波、耐蚀、防热于一体的天线罩需要面对更为严苛的应用环境。为了实现在更为严苛条件下的高速飞行,精确制导,要求天线罩材料更长时间的承载能力,更好的抗热震性能以及更优异的透波性能。作为下一代天线罩材料的首选材料,氮化硅具有优良的机械性能,很好的耐高温性能以及良好的抗热震性,但作为陶瓷材料,其固有的脆性是妨碍氮化硅材料更好应用的一个难题,因此提高氮化硅陶瓷的韧性成为了氮化硅陶瓷研究的核心课题。针对此课题,本文以氮化硅纳米线（Silicon Nitride Nanowires,SNNWs）作为增强体,制备了氮化硅纳米线增强氮化硅复合材料（SNNWs/Si3N4）,分别研究了氮化硅纳米线的合成工艺和SNNWs/Si3N4复合材料制备工艺,并对氮化硅纳米线和SNNWs/Si3N4复合材料进行了深度表征和分析。采用气-固相合成法（Vapor-Solid,VS）,分别以Al2
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氮化硅纳米线的生长机理：（a）Ni层上的热应力；（b）Ni颗粒的形成和SiO的蒸发；（c）Ni-Si-N颗粒的形成；（d）纳米线的生长[89]
国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文（5）溶液-液相-气相-固相（solution-liquid-gas-solid, SLGS）生长与 VLS 生长方式不同，SLGS 生长过程中形成的共晶液滴并不包含纳米全部元素，而是通过共晶液滴与气态物质的反应析出而在共晶液滴的表米线。C.S. Zheng 等[98]通过通过燃烧合成法合成了氮化硅纳米线，其以 Si 粉，烯粉末和金属粉末的混合物为原料，在高压燃烧器皿中进行反应，从而 纳米颗粒和氮化硅纳米线的混合物，其在生长过程中形成 Si-M-C 的三元系液/气界面与氮气的反应生成氮化硅纳米线。而 K.Y. Li 等[99]则以碳纤维做基底，以聚硅氮烷，二茂铁，丙酮的混合溶液为原料，并将编织布置中再固化，之后将编织布在 N2气氛下加热到 1200~1400℃，并保温 3 h，氮化硅纳米线，其纳米线的生长过程也是一典型的 SLGS 生长，其过程
图 1.3 模压法制备 Si3N4多孔素坯的工艺流程图[113].3 Flow chart for the preparation of porous Si3N4perform by die-pressing pro 氮化硅陶瓷烧结工艺无压烧结（Pressureless sintering）工艺结工艺是一种已经使用了很多个世纪的陶瓷制备工艺，即在适当的烧结助剂，将一定形状的陶瓷素坯进行高温处理，使部态，烧结冷却后得到最终陶瓷的一种工艺。氮化硅无压烧结工
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis of ultralong Si3N4 nanowires by a simple thermal evaporation method[J]. Wen-Qi Wang,Xiao-Ping Zou,Nan-Jia Zhou,Guang Zhu,Gui-Ying Wang,Zhen-Sheng Peng. Rare Metals. 2013(02)
[2]高性能透波陶瓷纤维的研究现状和展望[J]. 邹春荣,张长瑞,肖永栋,李斌,王思青,曹峰,刘坤. 硅酸盐通报. 2013(02)
[3]氮化硅晶须对反应烧结氮化硅多孔陶瓷介电性能的影响[J]. 胡汉军,周万城,李坊森,罗发,朱冬梅,徐洁. 功能材料. 2009(01)
[4]石英纤维表面低温制备氮化硼涂层[J]. 王海丽,王树彬,张跃. 人工晶体学报. 2008(02)
[5]石英纤维热损伤机制[J]. 甄强,张大海,王金明,王廷云. 复合材料学报. 2008(01)
[6]三维石英纤维增强氮化物基复合材料的烧蚀性能及显微结构[J]. 姜勇刚,张长瑞,曹峰,王思青,胡海峰,齐共金. 国防科技大学学报. 2007(04)
[7]二氧化硅体系透波材料的透波机理及研究现状[J]. 郝洪顺,付鹏,巩丽,王树海. 佛山陶瓷. 2007(03)
[8]石英纤维析晶行为[J]. 邢建申,王树彬,张跃. 复合材料学报. 2006(06)
[9]Si3N4基复相陶瓷天线罩材料的制备及性能[J]. 王思青,张长瑞,王圣威,齐共金,曹峰,胡海峰,姜勇刚. 国防科技大学学报. 2006(02)
[10]氮化硅晶须的研究现状[J]. 王焕磊,王伟,王金亮. 化工新型材料. 2005(06)
博士论文
[1]先驱体转化氮化物透波复相陶瓷的制备与性能研究[D]. 刘坤.国防科学技术大学 2014
[2]准一维SiC和Si3N4纳米材料的合成与表征[D]. 张晓东.哈尔滨工业大学 2010
[3]氮化硅等耐高温纳米材料的溶剂热合成[D]. 郭春丽.山东大学 2007
硕士论文
[1]BNNTs的合成及其增强氮化硅基透波复合材料的制备及性能研究[D]. 刘海宽.国防科学技术大学 2014
本文编号：2944369
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氮化硅纳米线的生长机理：（a）Ni层上的热应力；（b）Ni颗粒的形成和SiO的蒸发；（c）Ni-Si-N颗粒的形成；（d）纳米线的生长[89]
国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文（5）溶液-液相-气相-固相（solution-liquid-gas-solid, SLGS）生长与 VLS 生长方式不同，SLGS 生长过程中形成的共晶液滴并不包含纳米全部元素，而是通过共晶液滴与气态物质的反应析出而在共晶液滴的表米线。C.S. Zheng 等[98]通过通过燃烧合成法合成了氮化硅纳米线，其以 Si 粉，烯粉末和金属粉末的混合物为原料，在高压燃烧器皿中进行反应，从而 纳米颗粒和氮化硅纳米线的混合物，其在生长过程中形成 Si-M-C 的三元系液/气界面与氮气的反应生成氮化硅纳米线。而 K.Y. Li 等[99]则以碳纤维做基底，以聚硅氮烷，二茂铁，丙酮的混合溶液为原料，并将编织布置中再固化，之后将编织布在 N2气氛下加热到 1200~1400℃，并保温 3 h，氮化硅纳米线，其纳米线的生长过程也是一典型的 SLGS 生长，其过程
图 1.3 模压法制备 Si3N4多孔素坯的工艺流程图[113].3 Flow chart for the preparation of porous Si3N4perform by die-pressing pro 氮化硅陶瓷烧结工艺无压烧结（Pressureless sintering）工艺结工艺是一种已经使用了很多个世纪的陶瓷制备工艺，即在适当的烧结助剂，将一定形状的陶瓷素坯进行高温处理，使部态，烧结冷却后得到最终陶瓷的一种工艺。氮化硅无压烧结工
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis of ultralong Si3N4 nanowires by a simple thermal evaporation method[J]. Wen-Qi Wang,Xiao-Ping Zou,Nan-Jia Zhou,Guang Zhu,Gui-Ying Wang,Zhen-Sheng Peng. Rare Metals. 2013(02)
[2]高性能透波陶瓷纤维的研究现状和展望[J]. 邹春荣,张长瑞,肖永栋,李斌,王思青,曹峰,刘坤. 硅酸盐通报. 2013(02)
[3]氮化硅晶须对反应烧结氮化硅多孔陶瓷介电性能的影响[J]. 胡汉军,周万城,李坊森,罗发,朱冬梅,徐洁. 功能材料. 2009(01)
[4]石英纤维表面低温制备氮化硼涂层[J]. 王海丽,王树彬,张跃. 人工晶体学报. 2008(02)
[5]石英纤维热损伤机制[J]. 甄强,张大海,王金明,王廷云. 复合材料学报. 2008(01)
[6]三维石英纤维增强氮化物基复合材料的烧蚀性能及显微结构[J]. 姜勇刚,张长瑞,曹峰,王思青,胡海峰,齐共金. 国防科技大学学报. 2007(04)
[7]二氧化硅体系透波材料的透波机理及研究现状[J]. 郝洪顺,付鹏,巩丽,王树海. 佛山陶瓷. 2007(03)
[8]石英纤维析晶行为[J]. 邢建申,王树彬,张跃. 复合材料学报. 2006(06)
[9]Si3N4基复相陶瓷天线罩材料的制备及性能[J]. 王思青,张长瑞,王圣威,齐共金,曹峰,胡海峰,姜勇刚. 国防科技大学学报. 2006(02)
[10]氮化硅晶须的研究现状[J]. 王焕磊,王伟,王金亮. 化工新型材料. 2005(06)
博士论文
[1]先驱体转化氮化物透波复相陶瓷的制备与性能研究[D]. 刘坤.国防科学技术大学 2014
[2]准一维SiC和Si3N4纳米材料的合成与表征[D]. 张晓东.哈尔滨工业大学 2010
[3]氮化硅等耐高温纳米材料的溶剂热合成[D]. 郭春丽.山东大学 2007
硕士论文
[1]BNNTs的合成及其增强氮化硅基透波复合材料的制备及性能研究[D]. 刘海宽.国防科学技术大学 2014
本文编号：2944369
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