水对SiO2基复合材料微波介电性能的影响

通过常规存放与干燥处理条件的实验,验证了SiO:基复合材料极易吸潮的特性.采用矩形波导终端短路法获得去离子水在9-12 GHz室温和50℃的介电性能.结果表明,平均介电常数变化在测试误差范围内,因水中存在电离的H+、OH-和H3O+等离子,导致50℃的介电损耗相比室温较明显增大,该结果与佛罗里达大学用同轴终端开路法所获结果基本吻合.采用高Q腔法和矩形波导终端短路法互为补充的实验方案,获得了SiO2基复合材料在常规和湿热老化下吸水率与介电性能的关系:当吸水率达到1%时,介电常数增大了约10%,介电损耗增大了两个量级;当吸水率达到8%时,介电常数增大了一倍多,介电损耗增大了三个量级.     

高温高Q腔法介电性能测试系统稳定性研究

经测试原理分析,证明了高温空腔(测试腔体内无样品)特性(主要指谐振频率和品质因数)的准确性和稳定性是保证样品高温介电性能测试结果准确性和稳定性的必要条件.进行了室温～1 600℃定点温度下恒温时间为3、5和8 min、7～18 GHz的空腔特性测试,结果表明谐振频率相互之间相对偏差±0.05%,品质因数相互之间相对偏差<±5%,验证了恒温时间为3 min时可获得准确的高温空腔特性数据.还在不同时间不同季节多次对空腔进行了室温～1 600℃、7～18 GHz空腔特性测试,结果表明谐振频率之间相对误差<±0.04%,品质因数之间的相对误差<±5%,进一步验证了该测试系统可获得准确稳定的测试结果.     

多孔氮化硅高温氧化特性分析

采用TG-DSC、XRD、SEM、ICP 等分析手段,对某一典型多孔氮化硅样品进行4 个不同温度点的

静态和微动态连续氧化试验,最高氧化温度为1 400℃。结果表明:多孔氮化硅在0. 1 MPa 静态空气气氛下,

800℃之前,氧化反应非常微弱,800℃以上可见明显的氧化反应,1 000℃以上氧化反应加剧,增重速率加快,并

优先发生在表面与外部孔壁处,之后再发生在样品的内部孔隙处,氧化反应受界面处的化学动力学控制,以被

动氧化为主,主要生成物是SiO2,属吸热反应。当生成的SiO2 将氮化硅表面和孔壁处覆盖时,在其界面处,随

着温度的进一步升高或时间的延长,会生成Si2N2O,且需要注意防范样品可能出现脆性断裂情况。此外,同等

温度下,动态氧化气氛将加速氮化硅的氧化,特别是多孔和粉末状样品。