硅氮氧陶瓷纤维增强氮化硼陶瓷基透波复合材料的制备与性能研究-preparation and properties of boron nitride ceramic matrix wave-transmitting composites reinforced by silicon oxynitride ceramic fibers.docxVIP

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2018-07-05 发布于上海
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硅氮氧陶瓷纤维增强氮化硼陶瓷基透波复合材料的制备与性能研究-preparation and properties of boron nitride ceramic matrix wave-transmitting composites reinforced by silicon oxynitride ceramic fibers

Fabrication and Performance of SiNO Fiber Reinforced Boron NitrideWave-Transparent Ceramic Matrix CompositesCandidate：FANG ZhenyuAdvisor：CAO FengA dissertationSubmitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineeringin Materials Science and EngineeringGraduate School of National University of Defense Technology Changsha，Hunan，P.R.ChinaNovember，2011国防科学技术大学研究生院硕士学位论文国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第第 I 页目录表目录 III图目录 IV摘要 iABSTRACT iii第一章绪论 11.1 新型透波复合材料的研究背景 11.2 透波材料的发展历程及国内外研究现状 31.2.1 透波材料发展历程 31.2.2 陶瓷基透波复合材料研究进展 41.3 新型透波复合材料体系及制备工艺设计 71.3.1 现有高温透波材料体系局限性 71.3.2 新型透波复合材料的体系设计 81.3.3 新型透波复合材料的制备工艺设计 101.4 本文的选题依据和研究内容 11第二章实验过程与研究方法 132.1 实验用主要原材料及设备 132.2 硅氮氧纤维的热处理 132.3 氮化硼陶瓷先驱体的合成、交联与裂解 142.4 PIP工艺制备纤维增强氮化硼陶瓷基复合材料 142.5 分析表征方法 152.5.1 组成结构与形貌分析 152.5.2 性能测试 17第三章结果与讨论 213.1 环硼氮烷的合成、交联与裂解 213.1.1 环硼氮烷的合成与表征 213.1.2 环硼氮烷的交联 233.1.3 环硼氮烷的裂解 253.1.4 环硼氮烷裂解产物的性质 283.1.5 环硼氮烷先驱体的评价 293.2 热处理工艺对硅氮氧纤维力学性能、表面、结构的影响 30第第 II 页3.2.1 硅氮氧纤维的元素组成与表面分析 303.2.2 热处理工艺对硅氮氧纤维力学性能的影响 323.2.3 热处理工艺对硅氮氧纤维表面形貌的影响 353.2.4 热处理工艺对硅氮氧纤维结构的影响 373.3 SiNOf/BN复合材料的制备与性能研究 393.3.1 PIP工艺的设计 393.3.2 PIP工艺制备SiNOf/BN复合材料的工艺循环过程 413.3.3 裂解温度对SiNOf/BN复合材料性能的影响 443.3.4 保温时间对SiNOf/BN复合材料性能的影响 473.3.5 高温热处理对SiNOf/BN复合材料的影响 483.3.6 SiNOf/BN复合材料的其他性能 533.3.7 SiNOf/BN和SiO2f/BN复合材料的各项性能对比 583.3.8 SiNOf/BN复合材料的性能评价 613.4 SiNOf/BN复合材料的研制展望 61第四章结论 63致谢 65参考文献 66作者在学期间取得的学术成果 74附录A 图像识别软件 75第第 PAGE IV 页表目录表 1.1 国内外连续纤维增强陶瓷基透波复合材料的性能 8表 1.2 部分透波陶瓷纤维的基本性能 9表 1.3 耐温透波陶瓷基体的基本性能 9表 2.1 实验用原料及试剂 13表 2.2 实验用主要仪器 13表 2.3 各化学基团的FT-IR吸收峰及其归属情况 15表 3.1 PBN不同温度裂解产物中h-BN（002）面的晶面间距 27表 3.2 硅氮氧纤维基本性能 31表 3.3 硅氮氧纤维元素组成分析结果 31表 3.4 不同循环次数制备的SiNOf/BN复合材料基本性能 43表 3.5 不同裂解温度制备的SiNOf/BN复合材料基本性能 45表 3.6 不同裂解保温时间制备的SiNOf/BN复合材料基本性能 48表 3.7 热处理前后SiNOf/BN复合材料的力学性能 53表 3.8 SiNOf/BN复合材料的导热系数和比热 54表 3.9 不同裂解温度制备的SiNOf/BN复合材料的介电性能 56表 3.10 SiNOf/BN和SiO2f/BN复合材料的力学性能 59表 3.11 SiNOf/BN和SiO2f/BN复合材料的介电性能 60国防科学技术大学研究生院硕士学位论文国防科学技术大