毕业论文课题相关文献综述

文献综述

1、引言

随着科技发展的不断进步，人们对于寻求新能源、新材料的呼吁越来越强烈，开发综合性能更高的，应用范围更广的高性能材料是当下的科技研究重心。在高温结构陶瓷方面，以碳化硅为主的非氧化物陶瓷在机械、化工、能源、军工等领域具有潜在的应用前景，已经成为最具前途的高温结构材料。另外，氮化铝陶瓷作为目前最为理想的高性能陶瓷基板和封装材料，与氧化铍陶瓷相比，氮化铝陶瓷不具有毒性，且生产成本较低，正呈现出逐步取代剧毒氧化铍陶瓷和低性能氧化铝陶瓷的强劲趋势。碳化硅陶瓷和氮化铝陶瓷优良的综合性能和广泛的应用前景近几十年来已被人认识，而且这两种性能优异的陶瓷材料能够在一定温度下形成固溶体，实现性能优良的复相陶瓷。因此，如何才能综合利用这两者的优良性能成为了近年来的研究重点。

2、SiC、AlN、SiC-AlN材料的性质和研究进展

2.1SiC的基本性质

碳化硅（SiC）陶瓷不仅吸波性能好，而且具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热膨胀系数小、热导率大和抗热震及使用过程中性能稳定等优点，被广泛应用于精密轴承、热交换器部件及原子核反应堆材料等[1]。

2.2AlN的基本性质

氮化铝（AlN）陶瓷具有高的热导率、低的介电常数和介质损耗、良好的电绝缘特性以及与硅相匹配的热膨胀系数，是制作高温、高频、大功率的宽带隙半导体材料，可与多种材料复合，制成先进复合材料[2]。

2.3SiC-AlN陶瓷的性质及发展

碳化硅作为微波衰减材料已进行了大量的研究。SiC具有α和β两种晶型，α-SiC是高温稳定六方晶体，β-SiC是低温稳定面心立方晶体，两种晶型均可作为制备SiC的起始粉体材料。SiC是共价键很强的化合物，烧结时的扩散速率很低，难以烧结，烧结温度高达2000℃以上[3]。根据J.D.Hong等的研究结果，即使在2100℃的高温，C和Si的自扩散系数也仅为1.510-10和2.510-13cm2/s，很难采用常压烧结途径来制取高致密化材料，必须采用一些特殊的工艺手段或依靠第二相物质促进其烧结[4]。因此，人们将思路转向复相陶瓷的设计方法，70年代末，Culter等[5]人发现SiC和AlN在1800～2100℃能形成固溶体。人们在SiC-AlN复相陶瓷的研究中发现，正是由于二者在原子尺寸、分子量、密度以及晶体结构上的相似性、在较宽的组成及温度范围内才可形成固溶体。随着固溶体的形成，材料的烧结活性、力学性能及抗氧化性均得到较大程度的改善和提高，包括良好的导热性，在1400～2000℃之间无相变，在一定含量SiC范围内具有优异的微波衰减性能等[6]。因此，采用复相材料设计原则，结合SiC与A1N材料特性，研究SiC-AlN复相陶瓷烧结体系的工艺、结构和性能之间的关系，对于发展新型电子陶瓷、衰减陶瓷具有直接的理论指导意义和实际生产意义。关于SiC-AlN复合材料系统烧结陶瓷的力学性能、热学性能、微波衰减性能在国内外已进行了许多研究，但对于该复合体系烧结致密化性能方面的研究报道却很少[7]。