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(一)碳化硅的合成和用途
碳化硅的合成是在一種特殊的電阻爐中進行的,這個爐子實際上就只是一根石墨電阻發(fā)熱體,它是用石墨顆?;蛱剂6逊e成柱狀而成的。這根發(fā)熱體放在中間,上述原料按硅石52%~54%,焦炭35%,木屑11%,工業(yè)鹽1.5%~4%的比例均勻混合,緊密地充填在石墨發(fā)熱體的四周。當通電加熱后,混合物就進行化學反應,生成碳化硅。其反應式為:
SiO2 3C→SiC 2CO↑
反應的開始溫度約在1400℃,產物為低溫型的β-SiC,基結晶非常細小,它可以穩(wěn)定到2100℃,此后慢慢向高溫型的α-SiC轉化。α-SiC可以穩(wěn)定到2400℃而不發(fā)生顯著的分解,至2600℃以上時升華分解,揮發(fā)出硅蒸氣,殘留下石墨。所以一般選擇反應的終溫度為1900~2200℃。反應合成的產物為塊狀結晶聚合體,需粉碎成不同粒度的顆粒或粉料,同時除去其中的雜質。
在航空領域的應用
碳化硅制作成碳化硅纖維,碳化硅纖維主要用作耐高溫材料和增強材料,耐高溫材料包括熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布等。用做增強材料時,常與碳纖維或玻璃纖維合用,以增強金屬(如鋁)和陶瓷為主,如做成噴氣式飛機的剎車片、發(fā)動機葉片、著陸齒輪箱和機身結構材料等,還可用做體育用品,其短切纖維則可用做高溫爐材等。
碳化硅粗料已能大量供應,但是技術含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規(guī)模經濟。碳化硅晶片在我國研發(fā)尚屬起步階段,碳化硅晶片在國內的應用較少,碳化硅材料產業(yè)的發(fā)展缺乏下游應用企業(yè)的支撐。就人才培養(yǎng)和技術研發(fā)等開展密切合作;加強企業(yè)間的交流,尤其要積極參加國際交流活動,提升企業(yè)發(fā)展水平;關注企業(yè)品牌建設,努力打造企業(yè)的拳頭產品等。
目前,吸波材料在各個領域中的應用越來越廣泛。尤其在領域,為了加強自身建設,通常將吸波材料涂層應用于戰(zhàn)斗表面,以達到“隱身”的目的。吸波材料在裝備力量與電子科技中占據(jù)重要地位。
在國際上,美國對吸波材料作為“隱身材料”的應用已經較為成熟,例如,美國將吸波性能良好的碳化硅材料作為涂層涂于軍事表面,減弱目標向外散發(fā)的雷達特征與紅外線等,使得敵軍無法檢測到目標,從而在中占據(jù)優(yōu)勢 [1-2]。在海灣和科索沃,人們都可以看到有關“隱身材料”的應用經驗。因此,吸波材料作為“隱身”技術的應用越來越重要,為增強我國軍事實力,建設事業(yè),必須對吸波材料進行深入研究與應用。
較為常見的吸波材料為碳化硅,可以用于一些電子設備、屏蔽設備等,尤其在信息化中,可以減弱目標的光電特征、紅外信號等 [3]。碳化硅作為吸波材料,分為不同的類型,如鐵磁金屬微粉吸波材料、鐵氧體吸波材料、納米吸波材料、多晶鐵纖維吸波材料、陶瓷吸波材料、導電高聚物吸波材料。本文就通過試驗研究碳化硅涂層的吸波性能,以期為事業(yè)作出貢獻。
討論
通過試驗可得,碳化硅涂層越薄,吸波能力越低;涂層中所含碳化硅含量越低,吸波能力越低。當涂層厚度與碳化硅含量達到標準時,涂層可承受 250℃高溫。在 150℃環(huán)境中,厚度為 1mm 的碳化硅涂層吸收強度保持在 20dB 左右。
通過對比分析可知,碳化硅涂層的適吸波能力為1mm,碳化硅涂層的多波段吸收可以跨越不同厚度的涂層。隨著碳化硅涂層厚度的減小,涂層吸收峰的峰位逐漸轉為高頻。
在一定范圍內,吸收峰的峰位變化與碳化硅含量成正比,碳化硅含量增加,則吸收峰峰位向高頻移動。相反,涂層厚度與吸收峰的峰位成反比,厚度增加,則吸收峰峰位移向低頻段。當涂層厚度 1mm 時,碳化硅涂層的吸波性能佳。