AlN/球形碳复相衰减材料的制备与性能文献综述
2020-04-18 07:04
文 献 综 述 一、前言 微波衰减材料是一种应用于微波真空电子器件的功能材料,通过吸收特定频段的电磁波,在材料内部将微波能量转化热能的形式以耗散出去,从而达到微波衰减的效果。
其主要作用有以下几点:(1)抑制自激振荡,提高真空器件的工作稳定性;(2)在速调管谐振腔内设置衰减钉以降低谐振腔品质因数,展宽工作频带;(3)在磁控管内设置衰减器以吸收掉寄生干扰模式(缝隙模、TE121 模、背腔等),防止管子失控或停振。
目前,微波衰减材料的应用涉及到民用科技、航空、军事等多个领域,如雷达、航天飞机、天线等。
在实际应用过程中,微波衰减材料应满足多个首要条件:第一,在给定工作频段内具有良好的匹配特性,即尽可能减少材料表面对微波的反射,使微波吸收到材料内部;第二,具有一定的衰减能力,即将进入衰减材料内部的电磁波消耗掉;第三,为了防止过热引起的工作器件损坏,衰减材料应具备优异的导热性能;第四,微波衰减材料的应用,大多需经过排气、烘烤、焊接、酸碱处理等工艺才能发挥其作用,因此,衰减材料还需具备优异的物理特性(力学性能,高温稳定性)与化学稳定性。
目前,随着民用科技和军事科技的迅速发展,微波衰减材料的应用环境也越来越趋向于高温、高频、高功率等极端条件,因此,为了达到最佳的吸收效果,急需研制出适用于极端条件下的微波衰减材料。
常用的微波衰减材料按照材料的结构分类主要有两种形式: 一是薄膜结构,二是体结构,即薄膜衰减器和体衰减器。
薄膜结构一般采用热解、喷涂、真空蒸发、溅射上一层衰减物质来实现,主要有磁性材料(康乃尔合金、羰基铁粉等)、电阻型材料(如碳 、硅碳等)、电磁兼而有之的材料(FeSiAl),体结构主要有陶瓷基复合材料(Al2O3、AlN)和高分子基复合材料。
通常在微波管制备过程中,需要根据不同的管型选择使用薄膜衰减器或者体衰减器,相对于薄膜衰减器,体衰减器所能承受的功率更大,因而大功率微波器件大多采用体衰减材料。
其中,陶瓷基复合材料因具有良好的力学性能、高温稳定性、化学稳定性及优异的导热性能,其在微波衰减材料领域的应用和研究较为广泛。
二、AlN基复相微波衰减陶瓷 2.1 AlN基复相陶瓷 AlN是一种高导热材料,其理论热导率高达320W/(m#183;K),与传统的衰减陶瓷基体BeO的热导率值较为相近,同时,AlN还有着和BeO相似的六方纤锌矿型晶体结构,其次,其适中的介电系数、优异的机械性能、良好的机械加工性能、化学和热学稳定性以及高电阻率,均使得AlN成为了一种优异的衰减陶瓷集体。
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