【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波衰减材料领域，具体涉及一种sic/aln复相微波衰减陶瓷、制备方法与应用。
技术介绍
1、微波衰减材料主要应用于行波管、微波管、速调管等微波电真空器件，其在工作过程中通过吸收特定频段的电磁波，以达到抑制边带振荡，拓宽频带，提高电磁匹配等效果，保证真空电子器件的工作稳定性。由于微波衰减材料在吸波过程中会产生大量的热量，因此，除出色的吸波能力外，其还需兼具优异的导热能力将热量及时传导出去，以避免因自身温度过高而影响其性能稳定性。
2、以高导热aln为基体、导电/半导相材料为第二相衰减剂所制备的aln基微波衰减陶瓷目前在大功率电真空器件中应用潜力最佳。sic作为一种宽禁带半导体，其热导率高，高温性能稳定，在吸波领域展现出广阔的应用前景，是aln基微波衰减陶瓷中一种常见的衰减剂。但sic总体上电导率较低，介电损耗弱，导致sic/aln复相微波衰减陶瓷吸波性能的提升有限。此外，sic/aln复相陶瓷的介电损耗主要来源于sic与aln固溶所引起的驰豫极化损耗，由于极化过程较为复杂且难以控制，因此想实现sic/aln复相陶瓷吸波频率的可控性难度较大，这也限制了其在不同工作频段的应用。
3、因此，本领域技术人员亟需提供一种sic/aln复相微波衰减陶瓷、制备方法与应用，不仅强吸波且吸波频率可调，实现sic/aln复相陶瓷电磁参数的调控和优化，从而在增强微波吸收能力的同时有效的调节吸波频率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种sic/aln复相微波
2、本专利技术提供了一种sic/aln复相微波衰减陶瓷， aln为衰减陶瓷基体，以电导率为10–5–101s·cm−1的β-sic和电导率为10–10–10–9s·cm−1的α-sic共同作为衰减剂，y2o3和al2o3为复合烧结助剂；其中，sic/aln复相微波衰减陶瓷包含以下质量百分数的各组分： 50–90wt%的aln， 3-10wt%的β-sic， 5–40 wt%的α-sic，以及1–6 wt%的y2o3和1–3 wt%的al2o3。
3、优选的，所述复合烧结助剂中y2o3与al2o3的质量比为1:1–3:1。
4、优选的，所述aln的粒径为1–3 μm，β-sic和α-sic的粒径均为0.5–1 μm。
5、本专利技术还提供一种sic/aln复相微波衰减陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤a、 分别称取3-10 wt% β-sic粉、5–40 wt% α-sic粉、50–90 wt% aln粉以及1–6 wt% y2o3粉和1–3 wt% al2o3粉，以无水乙醇为球磨介质，以避免aln混料过程中发生水化，将混合料在行星球磨机上球磨预设时间进行混料，得到均匀的浆料；
7、步骤b、将步骤a中所得的浆料烘干后，研磨成细粉，过筛后得到均匀的复合粉料；
8、步骤c、将步骤b中所得的复合粉料装入内壁涂有氮化硼浆料的石墨模具，通过压力机预压成型；
9、步骤d、将步骤c中装好复合粉料的石墨模具放置于热压烧结炉内，通入流动的氮气，以氮气作为保护气氛避免aln在高温下发生氧化，预加压力5 mpa后开始以15–25 °/min加热升温，达到预设烧结温度后进行保温，保温开始时将压力升至设定值，在保温时间内保持压力不变，保温1–2 h后，卸压并断电，随炉冷却至室温后取出石墨模具并脱模，即可得到sic/aln复相微波衰减陶瓷。
10、优选的，所述步骤a中 分别称取9wt% β-sic粉、9 wt% α-sic粉、76 wt% aln粉以及4 wt% y2o3粉和2 wt% al2o3粉。
11、优选的，所述步骤a中，混合料在行星球磨机上以160–200 r/min的转速，球磨时间5–7 h。
12、优选的，所述步骤b中，将浆料在60 ℃–120 ℃空气中烘干12–24 h, 研磨成细粉，经过60目筛后得到均匀的复合粉料。
13、优选的，所述步骤c中，压力机预压成型的预压压力为5 mpa。
14、优选的，所述步骤d中，预设烧结温度达到1850–1950 ℃后进行保温，保温开始时将压力升至设定值25–30 mpa。
15、本专利技术还提供上述sic/aln复相微波衰减陶瓷或者用上述制备方法制备的sic/aln复相微波衰减陶瓷在微波衰减材料上的应用。
16、本专利技术提供的一种sic/aln复相微波衰减陶瓷、制备方法与应用，具有以下优点：
17、1、本专利技术制备的微波衰减陶瓷采用高导热aln作为基体，电导率高的β-sic（10–5~101s·cm−1）和电导率低的的α-sic（10–10~10–9s·cm−1）共同添加作为复合衰减剂，使sic/aln复相陶瓷获得高的电导损耗，同时aln与sic烧结过程中形成固溶体，进一步增强了复相陶瓷的驰豫极化损耗，最终赋予复相陶瓷优异的电磁波损耗能力，在x波段其介电损耗均≧0.1；
18、2、本专利技术通过对β-sic和α-sic含量进行合理调控，在增强复相陶瓷介电损耗的同时，实现了陶瓷电导率的有效调控，进而实现了其最小反射损耗频率的有效调节。所制备的不同β-sic和α-sic含量的sic/aln复相微波衰减陶瓷在厚度为4.5 mm时的最小反射损耗可达–36 db (11.75 ghz)和–19 db (10.60 ghz)，在厚度为5 mm时的最小反射损耗可达–25db (10.42ghz)和–20 db (9.46 ghz)。
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1.一种SiC/AlN复相微波衰减陶瓷，其特征在于，AlN为衰减陶瓷基体，以电导率为10–5–101 S·cm−1的β-SiC和电导率为10–10–10–9 S·cm−1的α-SiC共同作为衰减剂，Y2O3和Al2O3为复合烧结助剂；其中，SiC/AlN复相微波衰减陶瓷包含以下质量百分数的各组分： 50–90wt%的AlN， 3-10 wt%的β-SiC， 5–40 wt%的α-SiC，以及1–6 wt%的Y2O3和1–3 wt%的Al2O3。
2.根据权利要求1所述的SiC/AlN复相微波衰减陶瓷，其特征在于，所述复合烧结助剂中Y2O3与Al2O3的质量比为1:1–3:1。
3.根据权利要求1所述的SiC/AlN复相微波衰减陶瓷，其特征在于，所述AlN的粒径为1–3 μm，β-SiC和α-SiC的粒径均为0.5–1 μm。
4.一种SiC/AlN复相微波衰减陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的SiC/AlN复相微波衰减陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤a中分别称取9wt% β-SiC粉、9 wt%
6.根据权利要求4所述的SiC/AlN复相微波衰减陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，混合料在行星球磨机上以160–200 r/min的转速，球磨时间5–7 h。
7.根据权利要求4所述的SiC/AlN复相微波衰减陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，将浆料在60 ℃–120 ℃空气中烘干12–24 h, 研磨成细粉，经过60目筛后得到均匀的复合粉料。
8.根据权利要求4所述的SiC/AlN复相微波衰减陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤c中，压力机预压成型的预压压力为5 MPa。
9.根据权利要求4所述的SiC/AlN复相微波衰减陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤d中，预设烧结温度达到1850–1950 ℃后进行保温，保温开始时将压力升至设定值25–30MPa。
10.一种根据权利要求1-3任意一项的SiC/AlN复相微波衰减陶瓷或者权利要求4-9任意一项的制备方法制备的SiC/AlN复相微波衰减陶瓷在微波衰减材料上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种sic/aln复相微波衰减陶瓷，其特征在于，aln为衰减陶瓷基体，以电导率为10–5–101 s·cm−1的β-sic和电导率为10–10–10–9 s·cm−1的α-sic共同作为衰减剂，y2o3和al2o3为复合烧结助剂；其中，sic/aln复相微波衰减陶瓷包含以下质量百分数的各组分： 50–90wt%的aln， 3-10 wt%的β-sic， 5–40 wt%的α-sic，以及1–6 wt%的y2o3和1–3 wt%的al2o3。
2.根据权利要求1所述的sic/aln复相微波衰减陶瓷，其特征在于，所述复合烧结助剂中y2o3与al2o3的质量比为1:1–3:1。
3.根据权利要求1所述的sic/aln复相微波衰减陶瓷，其特征在于，所述aln的粒径为1–3 μm，β-sic和α-sic的粒径均为0.5–1 μm。
4.一种sic/aln复相微波衰减陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的sic/aln复相微波衰减陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤a中分别称取9wt% β-sic粉、9 wt% α...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨建，蒋森川，方厦，梁钰强，潘丽梅，李晓云，汪洋，李权，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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