纳米SiC纤维改性短切碳纤维增强Si₃N₄陶瓷介电响应及吸波性能

陈文博¹，肖鹏¹，周伟^1,2，罗衡¹，李专¹，刘洋¹，俞晓宇¹，李杨¹

1. 中南大学粉末冶金国家重点实验室2. 湖南工业大学冶金与材料工程学院

摘 要：以甲基三氯硅烷为原料,采用催化化学气相沉积（CCVD）工艺在短切碳纤维(C_fd)表面制备了纳米SiC纤维（nano SiC_f）改性层,并采用凝胶注模-无压烧结工艺制备了nano SiC_f-C_fd/Si₃N₄和C_fd/Si₃N₄复合材料。使用矢量网络分析仪研究了nano SiC_f-C_fd和C_fd对Si₃N₄陶瓷在X波段（8.2¹2.4GHz）的介电响应和吸波性能的影响。结果表明:nano SiC_f-C_fd/Si₃N₄和C_fd/Si₃N₄复合材料的复介电常数和介电损耗角正切值（tanδ）均随纤维添加量增加而增大;相同纤维含量时,nano SiC_f-C_fd/Si₃N₄复合材料的介电常数实部比C_fd/Si₃N₄复合材料有所降低,但损耗角正切升高。反射损耗结果表明:nano SiC_f-C_fd/Si₃N₄复合材料拥有更优的电磁波吸收效果。nano SiC_f-C_fd含量为2wt%、d=2.5mm时,出现最大吸收峰-14.95dB,反射损耗优于-5dB,波段频宽达3.5GHz。nano SiC_f界面改性能有效提高C_fd/Si₃N₄复合材料的吸波性能。

关键词：纳米SiC纤维;改性短切碳纤维;C_fd/Si₃N₄;介电响应;吸波性能;