掺铁碳化硅陶瓷的制备及其吸波性能

将羰基铁和液态聚碳硅烷(LPCS)反应生成的铁(Fe)溶胶与固态聚碳硅烷(PCS)混合,合成出不同Fe质量分数的PCS先驱体,然后经氧化交联和高温热解制备了不同Fe质量分数的磁性碳化硅陶瓷(Fe/SiC),系统地研究了Fe元素的引入对SiC陶瓷的组成、结构、磁性能和介电性能的影响规律。 研究发现,当Fe质量分数小于8.94%时,在热解过程中,Fe元素可以显著促进SiC_xO_y的分解,生成β-SiC,且随着Fe质量分数的增加,β-SiC的结晶峰越来越强;但随着Fe质量分数继续增加,达11.78%时,则主要生成Fe₃Si;Fe/SiC陶瓷均呈铁磁性,其饱和磁化强度随着Fe质量分数的增加而呈指数形式增加;当Fe质量分数为4.19%时Fe/SiC陶瓷在12.4 GHz具有最小的反射损耗,为-9.4 dB,同时低于-5 dB的带宽为2.4 GHz,Fe质量分数为8.94%时,低于-5 dB的带宽则为3.7 GHz,可用作良好的微波吸收材料。     

一种小型化脉冲行波管高压电源设计与实现

为满足雷达整机对发射机小型化的需求,针对8～18 GHz宽带脉冲行波管设计了一种小型化高压电源。采用脉冲峰值功率设计方法,结合高压电容储能,实现了行波管在脉冲工作期间高压稳定输出。同时主功率逆变电路采用了移相全桥拓扑结构,高压整流电路采用了碳化硅二极管,这可减轻电源的散热压力,提高高压电源的功率密度。研制的小型化脉冲高压电源,阴极电压−6.5 kV,最大工作脉宽2 ms,峰值功率最大1600 W。与某型号脉冲行波管联调,在脉冲工作期间行波管输出射频信号功率稳定,测试结果验证了该设计方法的可行性。     

基于4H-SiC的高能量分辨率α粒子探测器

为突破传统半导体核探测器耐高温与抗辐照性能不足的瓶颈,采用4H-SiC宽禁带半导体材料研制了4H-SiC探测器,并研究其构成的探测系统对粒子的能量分辨率和能量线性度。所研制4H-SiC探测器漏电流低,当外加反向偏压为200 V时,其漏电流仅14.92 nA/cm2。采用具有5种主要能量粒子的226Ra源研究其构成的探测系统对粒子的能量分辨率,获得4H-SiC探测系统对4.8~7.7 MeV能量范围内粒子的能量分辨率为0.61%~0.90%,与国际上报道的高分辨4H-SiC探测系统能量分辨率一致。同时,实验结果表明：4H-SiC探测系统对该能量范围内粒子的能量线性度十分优异,线性相关系数为0.999 99。     

高压下正己醇的拉曼光谱研究

利用碳化硅压腔在25 ℃和163.4～793.4 MPa条件下对正己醇进行了拉曼光谱研究。发现在163.4～767.6 MPa压力下正己醇性质稳定,没有相变发生。在此压力条件下,CH对称伸缩振动和反对称伸缩振动的波峰都随着压力的增大而向高波数偏移,拉曼位移与压力的关系分别为ν_{2 876}=0.009 1P+2 875.1和ν_{2 931}=0.005 7P+2 930.5。到793.4 MPa压力条件下出现了结冰现象。在前人资料的基础上,对甲醇、乙醇和正己醇等醇类的高压性质进行了对比,发现CH对称伸缩振动的波峰偏移与压力的关系不受CC键的影响,即与碳原子数无关。     

HFCVD法制备纳米晶体碳化硅薄膜中氢流量对晶粒尺寸的影响

以甲烷、硅烷和氢气为反应气体,采用热丝化学气相沉积（HFCVD）法在单晶硅衬底上沉积纳米晶体碳化硅(SiC)薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜（SEM）分别对SiC薄膜的晶体结构和表面形貌进行分析.实验发现氢气流量对碳化硅薄膜晶粒尺寸有很大影响,当氢气流量从10SCCM变化到300SCCM时,薄膜晶粒的平均尺寸将由较大的400 nm左右减小到40 nm左右.     

大功率光导开关研究

设计了横向结构的半绝缘GaAs光导开关和SiC光导开关。在不同的直流偏置电压下,使用波长为1 064 nm的激光脉冲触发使开关导通,研究了非本征光电导方式下GaAs光导开关和SiC光导开关的光电导特性。实验中获得了GaAs光导开关的暗态伏安曲线和200~1 100 nm波长范围内吸收深度随波长的变化曲线,得到了大功率GaAs光导开关在线性模式和非线性模式下的电流波形,并进行了比较,讨论了非线性模式下大功率GaAs光导开关的奇特光电导现象。对非本征光电导方式下的SiC光导开关进行了初步实验研究,得到了偏置电压3.6 kV下开关的电压和电流波形。     

碳纤维增韧的陶瓷基复合材料在高温高应变率下的压缩力学行为

利用高温电子万能试验机和具有高温同步自组装功能的Hopkinson压杆对二维C/SiC复合材料进行了应变率为10-4~103s-1,温度为293~1273K下的单轴压缩力学性能测试。实验结果表明:二维C/SiC复合材料破坏时并未表现出典型的脆性破坏,而是在应力达到压缩强度时出现了显著的应变软化,在经历了较大的变形后才最终破坏,同时材料还表现出良好的高温承载能力及一定的温度和应变率依赖性。随着温度的升高,复合材料的压缩强度呈降低的趋势。与准静态下室温压缩时相比,材料在1273K 时的压缩强度的降低程度不超过30%,但压缩强度对应变率的敏感性随着温度的升高而增大。由于高温下试样氧化,C/SiC复合材料压缩强度对应变率的敏感性在温度为1073K时显著增大。     

Effect of surface morphology on the electron mobility of epitaxial graphene grown on 0° and 8° Si-terminated 4H-SiC substrates

Graphene with different surface morphologies were fabricated on 8° -off-axis and on-axis 4H-SiC(0001) substrates by high-temperature thermal decompositions. Graphene grown on Si-terminated 8° -off-axis 4H-SiC(0001) shows lower Hall mobility than the counterpart of on-axis SiC substrates. The terrace width is not responsible for the different electron mobility of graphene grown on different substrates, as the terrace width is much larger than the mean free path of the electrons. The electron mobility of graphene remains unchanged with an increasing terrace width on Siterminated on-axis SiC. Interface scattering and short-range scattering are the main factors affecting the mobility of epitaxial graphene. After the optimization of the growth process, the Hall mobility of the graphene reaches 1770 cm 2 /V·s at a carrier density of 9.8.×10 12 cm 2 . Wafer-size graphene was successfully achieved with an excellent double-layer thickness uniformity of 89.7% on a 3-inch SiC substrate.