Y_2O_3-MgO-Al_2O_3烧结助剂对SiC陶瓷烧结和导热性能的影响

对SiC粉体进行热处理,采用Y2O3-MgO-Al2O3烧结助剂,在1 750~1 950℃下30 MPa热压烧结1 h,制备SiC陶瓷。TG分析SiC的氧化特性,测定Zeta-电位研究SiC粉体的分散特性,测定其高温浸润性研究烧结助剂与SiC之间的亲和性。结果表明:SiC粉体热处理和提高SiC浆体的pH值,有利于提高Zeta-电位,进而提高分散均匀性;Y2O3-MgO-Al2O3烧结助剂高温下与SiC具有良好的浸润性;SiC粉体热处理明显降低了烧结温度。尽管Y2O3-MgO-Al2O3烧结助剂在高温下有一定的挥发,但是当其含量大于等于9%(质量分数)时,1 800~1 950℃下热压烧结可获得显气孔率小于等于0.19%的致密SiC陶瓷,其热导率大于190 W.m–1.K–1。     

低温烧结SiC热敏电阻体

采用聚碳硅烷作为SiC粉的“粘结剂”,聚碳硅烷在1200℃以下热解形成SiC,从而与SiC粉一起烧成一个整体。其半对数阻-温特性具有明显的分段线性。可作廉价的高温热敏电阻器。     

SiC单晶体放射状裂纹缺陷研究

在采用物理气相传输(PVT)法生长碳化硅(SiC)单晶的过程中,放射状裂纹是常见的缺陷。使用微分干涉显微镜对SiC单晶体和晶体抛光片表面形貌进行观测,结合晶体突变光滑面生长模型,对PVT法生长的SiC单晶放射状裂纹缺陷的形成机理进行了研究,并提出了消除或抑制放射状裂纹缺陷产生的方法。研究结果表明,放射状裂纹的出现与PVT生长过程中晶体微管密度紧密相关。在晶体生长初期,晶体生长平台平铺至尺寸较大的微管后形成微裂纹,这些微裂纹会随着晶体生长中的应力释放而沿晶体径向增殖、汇聚,最终与径向上的其他微裂纹连接成宏观放射状裂纹。通过提高SiC籽晶质量(低微管密度)、优化生长工艺参数可有效抑制放射状裂纹的产生。     

微波功率SiC MESFET小信号等效电路建模研究

在传统GaAs MESFET器件小信号模型基础上提出一种更适合SiC MESFET器件的小信号等效电路模型.该模型在引入了与栅压相关的输入电导后,明显改善了S11的拟合精度.提出直接利用cold FET反向栅压偏置下的S参数,通过曲线拟合和外插技术提取SiC MESFET小信号等效电路寄生参数的方法.该模型应用于国内SiCMESFET工艺线,在O.5～18GHz范围内S参数的仿真值和实测值非常吻合.     

烧结制度对BeO陶瓷性能的影响

本文分别采用一次烧成与二次烧成两种烧成方式,利用现有的氧化铍造粒料,制作标准的测试件在不同的烧成温度下烧结成瓷。对不同烧结方式、烧结温度的陶瓷产品的热导率（25,100℃）、体积密度、平均晶粒度进行检测,研究不同烧结制度对氧化铍陶瓷热导率、体积密度、平均晶粒度的影响。     

激光烧结SiC陶瓷复合材料块体的组织及性能研究

在45钢基体上利用激光烧结技术制备了SiC陶瓷复合材料块体,并利用扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计等设备,分析了试样的显微组织特征,并对试样硬度和磨损性能进行了测定.结果表明,SiC纳米颗粒作为纳米添加相,一部分弥散在粘结相镍基合金中,使材料的力学性能大大改善,另一部分由于机械混合的不均匀性而形成团簇,并作为微观应力抑制点;而复合材料中的WC微米颗粒在高比能量的激光作用下,被进一步细化和分散在粘结相中;分析同时发现,随着激光功率的增加,材料的硬度和耐磨损性能明显增加,力学性能得到改善.     

体积小重量轻的SiC微波脉冲功率晶体管

采用自主开发的工艺加工技术和设计方法,直接将两个微波SiC MESFET管芯在管壳内部进行并联,实现了器件在S波段脉冲状态下(工作频率2GHz,脉冲宽度30μs,占空比10%)输出功率大于30W、功率增益12dB、功率附加效率大于30%的性能指标。由于直接采用管芯并联结构,省略了内匹配网络,器件的体积和重量较以往的Si微波双极功率晶体管大为降低;采用高温氧化技术克服了传统MESFET工艺中PECVD介质产生较高界面态的不足,减小了器件的泄漏电流,提高了器件性能。器件的研制成功,初步显示了SiC微波脉冲功率器件在体积小、重量轻、增益高、脉冲大功率输出和制作工艺简单等方面的优势。     

S波段大功率SiC MESFET的设计与工艺制作

针对SiC功率金属半导体场效应晶体管如何在实现高性能的同时保证器件长期稳定的工作,从金属半导体接触、器件制造过程中的台阶控制、氧化与钝化层的设计及器件背面金属化实现等方面进行了分析;并结合具体工艺,对比给出了部分实验结果。从测试数据看,研制的微波SiC MESFET器件性能由研制初期在S波段瓦级左右的功率输出及较低的功率增益和功率附加效率,达到了在实现大功率输出的条件下,比Si器件高的功率增益和30%以上的功率附加效率,初步体现了SiC MESFET微波功率器件的优势,器件的稳定性也得到了提升,为器件性能和可靠性的进一步提升奠定了设计和工艺基础。     

烧结温度对碳纳米管场发射性能的影响

采用丝 网印刷制备碳纳米管(CNT)阴极的过程中,烧结工艺不仅影响着CNT薄膜的稳定性,而且决定 最终阴 极的场发射性能,已经成为制约场发射电流提升的瓶颈。本文重点研究了烧结温度对CNT场 发射性能 的影响,通过测试不同烧结曲线所制备的阴极场发射性能,分析了烧结温度对阴极附着力、 散热性能的影 响机理,阐明了场发射性能产生差异的原因,最终通过最优烧结温度,制备出场发射电流密 度达到1A/cm²的CNT阴极。     

低温共烧PSN-PZT压电陶瓷的研究

以固态氧化物为原料,采用一次合成工艺制备PSN-PZT压电陶瓷,并研究PSN含量、B位离子Nb缺位量、ZrO2的减少量、微量添加元素、烧结工艺参数对陶瓷压电性能的影响。结果表明:PSN的加入使PZT的准同型相界点向富钛方向移动,当PSN的摩尔分数为3%,材料的最佳锆钛比r(Zr/Ti)=1.04。B位离子Nb的缺位可大幅度降低材料的烧结温度,在Nb缺位量为10%时,可使材料的烧结温度降低到(1 110±20)℃,同时保持优异的压电性能:居里温度TC=339℃,压电常数d33=427 pC/N,介电常数3εT3/0ε=1 750,机电耦合系数kp=0.72,介电损耗tanδ=0.014。     

Thermoelectric Performance Enhancement in BiSbTe Alloy by Microstructure Modulation via Cyclic Spark Plasma Sintering with Liquid Phase

The widespread application of thermoelectric (TE) technology demands high-performance materials, which has stimulated unceasing efforts devoted to the performance enhancement of Bi₂Te₃-based commercialized thermoelectric materials. This study highlights the importance of the synthesis process for high-performance achievement and demonstrates that the enhancement of the thermoelectric performance of (Bi,Sb)₂Te₃ can be achieved by applying cyclic spark plasma sintering to Bi_xSb_2–xTe₃-Te above its eutectic temperature. This facile process results in a unique microstructure characterized by the growth of grains and plentiful nanostructures. The enlarged grains lead to high charge carrier mobility that boosts the power factor. The abundant dislocations originating from the plastic deformation during cyclic liquid phase sintering and the pinning effect by the Sb-rich nano-precipitates result in low lattice thermal conductivity. Therefore, a high ZT value of over 1.46 is achieved, which is 50% higher than conventionally spark-plasma-sintered (Bi,Sb)₂Te₃. The proposed cyclic spark plasma liquid phase sintering process for TE performance enhancement is validated by the representative (Bi,Sb)₂Te₃ thermoelectric alloy and is applicable for other telluride-based materials.     

烧结温度对CeO_2掺杂KNN基陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了掺杂CeO_2的0.97(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-0.03Bi(Zn_(2/3)Nb_(1/3))O3-1.0%CeO_2(0.97KNN-0.03BZN-1.0CeO_2)无铅铁电陶瓷,研究了不同烧结温度(1 120℃、1 130℃、1 140℃)对陶瓷样品相组成、显微结构及介电、铁电性能的影响。研究结果表明,随烧结温度的升高,0.97KNN-0.03BZN-1.0CeO_2陶瓷的致密度得到提高;陶瓷样品为纯钙钛矿结构;1 130℃烧结的0.97KNN-0.03BZN-1.0CeO_2陶瓷样品表现出显著的弛豫特性,介电损耗低于3%;升高烧结温度能有效减小0.97KNN-0.03BZN-1.0CeO_2陶瓷的漏电流。     

LiF对热压烧结YAG陶瓷的影响及其阻抗谱分析

该文以氟化锂(LiF)为烧结助剂,通过热压烧结(HP)的方式制备出钇铝石榴石(Y_3Al_5O_(12),YAG)透明陶瓷。表征了YAG透明陶瓷的光学性能及微观结构,并结合电化学阻抗谱进一步分析了LiF对热压烧结YAG陶瓷性能的影响。结果表明,LiF作为烧结助剂有利于促进YAG陶瓷晶粒的增长,有助于提高YAG陶瓷的致密度;阻抗谱分析显示,添加较多LiF的YAG陶瓷的晶界电阻较大,这表明LiF有助于晶界处"碳污染"等杂质的排除。当w(LiF)=1.0%时,通过真空热压烧结在1 450℃、50 MPa保温1 h可以制备出高性能的YAG透明陶瓷,样品在400 nm波长处直线透过率为58%,在1 100 nm波长处直线透过率为68%,在2 500 nm波长处直线透过率达到75%。     

真空反应烧结大尺寸碳化硅反射镜

利用高温真空烧结炉对凝胶注模(Gel-casting)成型的SiC素坯进行反应烧结(RB-SiC),可制备得到光学级别的碳化硅反射镜镜体.测试结果表明,镜体内部结构均匀致密,机械性能优异,烧结线收缩率＜0.23%,直接抛光后的表面粗糙度RMS值优于3 nm,适用于空间大尺寸碳化硅反射镜的制备.     

氮化铝陶瓷及其金属化工艺

本文综述了最近几年来 A1N 陶瓷的发展动态,介绍了国内外有关 A1N 陶瓷的金属化工艺,指出了A1N 陶瓷进一步发展和实用化所必须注意以及要解决的几个技术关键问题。     

High Thermoelectric Performance of Dually Doped ZnO Ceramics

A marked improvement in the thermoelectric performance of dense ZnO ceramics is achieved by employing a third element as a co-dopant with Al. Dual doping of ZnO with Al and Ga results in a drastic decrease in the thermal conductivity of the oxide, while the decrease in the electrical conductivity is relatively small. With the aid of a significant enhancement in the thermopower, the dually doped oxide shows thermoelectric figure of merit values, ZT, values of 0.47 at 1000 K and 0.65 at 1247 K at the composition Zn_0.96Al_0.02Ga_0.02O. These results appear to be the highest ZT values so far reported for bulk n-type oxides. Microscopic observation of the samples reveals a granular texture in the densely sintered oxide matrix, suggesting that considerable reduction of the thermal conductivity while maintaining high electrical conductivity could be achieved by such a bulk nanocomposite structure in the samples.     

Thermally conducting polymer-matrix composites containing both AIN particles and SiC whiskers

Aluminum nitride particles (size 4 [μa.) and silicon carbide whiskers (diameter 1.4 (μm, length 18.6 μm) were used as fillers in a polyimide polymer matrix. Aluminum nitride in the amount of 50 vol.% decreased the coefficient of thermal expansion from 81 x 10^-6 to 11.3 x lO^-6/dgC and increased the thermal conductivity from 0.128 up to 1.76 W/(m.°C). Silicon carbide in the amount of 50 vol.% decreased the coefficient of thermal expansion from 81 x 10^-6 to 18.1 x 10^-6°C and increased the thermal conductivity from 0.128 up to 1.26 W/(m.°C). When both SiC whiskers and A1N particles in the 1:3 volume ratio and in the total amount of 50 vol.% were added to the polymer, the thermal conductivity increased from 0.128 to 2.23 W/(m.°C). These effects are attributed to the large aspect ratio of the SiC whiskers, which tended to bridge adjacent A1N particles and also act as a reinforcement to improve the toughness of the composite. On the other hand, the SiC whiskers in the mixed fillers also enhanced the toughness of the composites. The composite containing 50 vol.% A1N particles alone had a lower dielectric constant (7.1 at 100 kHz) than the composite containing 50 vol.% SiC whiskers alone (15.9 at 100 kHz). The composites containing a mixture of A1N particles and SiC whiskers at different ratios and in the total amount of 50 vol.% had lower values of the dielectric constant than the composite containing SiC whiskers alone.     

气氛烧结BiNbO4微波介质陶瓷介电性能的研究

研究了烧结气氛对BiNbO4陶瓷介电性能的影响。于不同气氛烧结的陶瓷样品,其晶粒形貌差别不大,均为斜方相结构。氮气氛烧结的陶瓷样品具有相对较小的密度、较小的εr和较高的Q。高温下热离子极化,导致各样品的εr和tgδ随着温度的升高而迅速增大,只在氮气氛烧结的陶瓷样品的温谱上观察到明显的弛豫现象。     

液相添加剂AST对PTCR BaTiO_3陶瓷电气物理特性的影响

研究添加液相添加剂ＡＳＴ（质量分数ｗ为０．４％～１．０％或摩尔分数ｘ为１．６％～４．０％）的ＰＴＣＲ（Ｂａ０．９１Ｓｒ０．０６Ｃａ０．０３）Ｔｉ１．０１Ｏ３陶瓷材料。测量了烧结条件为１３２０～１３８０℃／０．５ｈ陶瓷材料试样的室温电阻、Ｒ－Ｔ曲线、Ｉ－Ｖ曲线、电阻温度系数α及开关温度Ｔｂ。在实验结果基础上，讨论了ＡＳＴ添加量对ＰＴＣＲ陶瓷主要电特性的影响。得出：ＡＳＴ添加量增加，ＰＴＣ效应变弱