SiC纳米复合材料微波损耗模型及性能预测

摘要

纳米材料具有优异的物理性能，在机械工程、电子和光电子器件、电磁防护和生物医学等领域都有着广泛的应用潜力，从而成为学者关注的焦点之一。SiC纳米粒子是一种性能优良的非氧化物半导体材料，且具有高强度、高弹性模量、耐热、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优点，被广泛的用作制备纳米复合材料。论文以预测纳米复合材料的吸波特性为目的，对SiC纳米复合材料的结构和吸波性能进行了研究。论文的主要工作如下：
　　首先，简单介绍了吸波材料的应用领域和国内外研究现状，以及发展趋势。通过分析吸波材料的基本吸波原理和纳米吸波材料的吸波机理，给出影响材料吸波性能的主要因素，并介绍了SiC纳米颗粒(SiCP)复合材料的优点和应用前景。
　　其次，对SiCP复合材料的制备和微结构表征进行简单的描述，介绍了材料介电常数和反射系数测量过程，并给出了2 GHz~18 GHz频率范围内SiCP复合材料介电常数和反射系数的实验测试结果。
　　最后，利用能量守恒定律与电磁散射理论对SiCP复合材料的微波能量衰减进行了理论推导，建立了SiCP复合材料的微波损耗模型。利用模型模拟计算了SiCP/石蜡纳米复合材料的反射系数，并与实验结果进行比较。同时，计算了以石蜡、二氧化硅和氮化硅等不同材料为基体的SiCP复合材料微波吸收特性，给出了SiCP复合材料微波损耗随基体、材料厚度、填充量和颗粒直径等因素变化的依赖关系。

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第1章 绪论

1.1 科学意义及应用前景

1.2 基本概念介绍

1.3 SiC纳米复合材料的研究进展

1.4 论文主要内容

第2章 吸波材料基本吸波原理及特性

2.1 基本吸波原理

2.2 电磁波在介质界面上的反射和折射

2.3 损耗机制

2.4 纳米材料吸波原理及微观机制

2.5 有效媒质理论

2.6 本章小结

第3章 SiCP复合材料有效电磁参数的测量

3.1 SiCP纳米复合材料制备

3.2 SiCP复合材料表征

3.3 SiCP复合材料电磁参数测量

3.4 本章小结

第4章 SiCP复合材料的微波响应和吸收模型

4.1 引言

4.2 模型建立及吸收系数公式推导

4.3 计算结果

4.4 SiCP复合材料性能预测

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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