氮化硼透波材料的研究进展与展望

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2024年氮化硼市场分析现状

2024年氮化硼市场分析现状

2024年氮化硼市场分析现状引言氮化硼是一种广泛应用于各个领域的重要材料。

本文将对氮化硼市场的现状进行分析,包括市场规模、市场竞争、主要应用领域等方面。

市场规模氮化硼市场的规模在过去几年中持续增长。

随着科学技术的发展和应用领域的不断拓展,氮化硼的需求逐渐增加。

根据市场研究数据显示,氮化硼市场的年均复合增长率达到了XX%。

截至目前,全球氮化硼市场的规模已经超过XX亿美元。

市场竞争氮化硼市场存在较为激烈的竞争。

目前,全球有多家知名氮化硼生产企业,其中一些企业在市场竞争中占据较大份额。

主要竞争者之间的竞争主要体现在产品质量、价格、创新能力和市场拓展能力等方面。

为了在市场竞争中取得优势,企业需要加强技术研发、提高生产效率,并与供应链合作伙伴建立良好的合作关系。

主要应用领域氮化硼广泛应用于多个领域。

以下是几个主要应用领域的简要说明:1. 陶瓷工业氮化硼在陶瓷工业中可以用作陶瓷材料的添加剂,主要用于提高陶瓷的强度和硬度。

氮化硼陶瓷具有优异的耐磨性、耐高温性和优良的绝缘性能,因此在陶瓷刀具、陶瓷轴承等领域有广泛应用。

2. 电子工业氮化硼在电子工业中起着重要作用。

它可用于制备电子材料,如半导体器件、电子陶瓷和热敏电阻。

同时,氮化硼也可以用作电子封装材料的保护层,以提供对电子元件的保护和隔热。

3. 磨料工业氮化硼可用作高性能磨料材料,常被用于磨削和抛光工艺中。

由于其硬度高、热导率好和耐磨性强的特点,氮化硼磨料在航空航天、汽车制造和精密仪器制造等行业广泛应用。

市场发展趋势从市场发展趋势来看,氮化硼市场有以下几个关键方面的发展趋势:1. 技术进步的推动随着科学技术的不断发展,氮化硼的制备技术也在不断改进。

新的制备方法和材料结构设计使得氮化硼的性能进一步提高,推动了其在各个领域的应用。

2. 新兴市场的崛起随着新兴市场的快速崛起,氮化硼市场在亚洲地区得到了较快的增长。

中国、印度等国家的经济发展带动了市场需求的增加,同时也为氮化硼企业提供了更多的发展机遇。

《可见光波段六方氮化硼光子晶体单向传输特性研究》范文

《可见光波段六方氮化硼光子晶体单向传输特性研究》范文

《可见光波段六方氮化硼光子晶体单向传输特性研究》篇一摘要:本文以六方氮化硼(h-BN)光子晶体为研究对象,重点探讨了其在可见光波段的光子晶体单向传输特性。

通过对六方氮化硼光子晶体的制备、结构特性的分析,结合实验数据的实证研究,本文深入分析了该光子晶体在可见光波段的传输机制及性能表现。

研究结果表明,六方氮化硼光子晶体在可见光波段具有显著的单向传输特性,为光子晶体在光学通信、光电子器件等领域的应用提供了新的可能性。

一、引言随着现代光学和材料科学的快速发展,光子晶体作为一种具有周期性介电结构的新型材料,因其独特的带隙结构和光学性质,在光通信、光电子器件等领域展现出巨大的应用潜力。

六方氮化硼(h-BN)作为一种典型的光子晶体材料,其单向传输特性在可见光波段的研究具有重要的理论价值和实际意义。

二、六方氮化硼光子晶体的制备与结构特性六方氮化硼(h-BN)是一种二维层状材料,具有类似石墨的层状结构。

其光子晶体的制备通常采用化学气相沉积法或物理气相沉积法,通过控制生长条件,可以获得具有周期性介电结构的光子晶体。

六方氮化硼光子晶体具有较高的光学透明度、良好的化学稳定性以及独特的电子和光学带隙结构。

三、可见光波段单向传输特性的实验研究本部分通过实验手段,研究了六方氮化硼光子晶体在可见光波段的单向传输特性。

实验中,我们采用了不同波长的光源照射样品,并观察了不同角度下的透射和反射光谱。

实验结果表明,六方氮化硼光子晶体在可见光波段表现出显著的单向传输特性,即光子在特定方向上的传输效率明显高于其他方向。

这一特性使得六方氮化硼光子晶体在光学通信、光电子器件等领域具有潜在的应用价值。

四、单向传输特性的理论分析为了深入理解六方氮化硼光子晶体的单向传输特性,我们进行了理论分析。

首先,我们利用布拉格衍射理论对实验结果进行了验证,分析了光子晶体周期性结构对光的衍射作用。

其次,结合能带理论,我们分析了六方氮化硼的电子结构和光学带隙,探讨了其在可见光波段的能级结构和传输机制。

2024年氮化硼市场前景分析

2024年氮化硼市场前景分析

2024年氮化硼市场前景分析1. 引言氮化硼是一种重要的非金属陶瓷材料,具有高硬度、高熔点和良好的导热性能等特点。

随着新材料技术的不断发展,氮化硼在各个领域的应用逐渐扩大。

本文将对氮化硼市场前景进行分析。

2. 氮化硼的市场应用氮化硼在多个领域具有广泛的应用,主要包括以下几个方面:2.1 功能陶瓷氮化硼具有高硬度和优异的耐磨性,可用于制造工具刀具和磨料等功能陶瓷。

随着制造业的发展和对材料性能要求的提高,氮化硼市场需求将继续增长。

2.2 半导体材料氮化硼在半导体产业中具有重要的应用,可用于制备高效的电极和靶材。

随着半导体领域的快速发展,氮化硼的市场需求将持续增加。

2.3 电子材料氮化硼也可用于制造电子材料,例如高温超导材料和高速电子器件等。

随着信息技术的不断进步,对电子材料性能要求的提高将促进氮化硼市场的增长。

2.4 其他应用领域此外,氮化硼还可用于制备激光材料、陶瓷涂层和防弹材料等领域,具有广泛的市场前景。

3. 2024年氮化硼市场前景分析当前,氮化硼市场规模较小,但随着技术的进步和应用领域的扩大,其市场前景将变得更加广阔。

以下是氮化硼市场前景的分析:3.1 技术进步推动市场增长随着材料科学和工程技术的进步,氮化硼的制备方法和性能有了长足的发展。

新的制备方法和改进的工艺将提高氮化硼的质量和性能,进而推动市场增长。

3.2 产业需求推动市场扩大氮化硼可广泛应用于制造、电子、半导体等多个产业领域。

随着这些产业的发展,对氮化硼的需求将逐渐增加,从而推动市场规模的扩大。

3.3 发展新型应用领域除了目前已知的应用领域,氮化硼还具有较大的未开发潜力。

开发新型应用领域,如生物医学、纳米材料和能源等,将为氮化硼市场带来新的增长点。

3.4 国家政策支持随着对新材料技术的重视,国家政策将提供支持和激励,推动氮化硼产业的发展。

政策支持将促进技术研发和市场应用,进一步推动氮化硼市场前景的发展。

4. 结论氮化硼作为一种重要的非金属陶瓷材料,在多个领域具有广泛的应用前景。

氮化硼材料的性能及应用研究

氮化硼材料的性能及应用研究

氮化硼材料的性能及应用研究第一章、氮化硼材料的概述氮化硼(BN)是一种既具有固体又具有陶瓷特性的非金属材料,由硼和氮两种元素组成。

它是由若干个六元环式BN层同轴堆积而成,原子间键合熔点高,能量热稳定,且极硬壳脆,耐腐蚀性强。

它也是一种具有高导热系数和高摩擦系数的优质绝缘材料。

氮化硼材料极度稳定,在在高温或是极端环境下稳定性较高,不怕受到腐蚀甚至是被辐射。

同时,它的化学性质极为不活泼、惰性,不易与其他材料发生反应。

因此,氮化硼材料在特殊的应用场合中是很受欢迎的材料之一。

第二章、氮化硼材料的性能氮化硼材料结构坚固,硬度极高,稳定。

随着其应用领域的不断扩大,其性能也变得越来越卓越。

以下,我们分别介绍一些氮化硼材料常见的性能特点。

1.优异的机械性能:氮化硼材料具有极高的硬度,且力学强度高而稳定。

该材料的摩擦系数和抗磨损性能都很优良,它的热冲击强度极高,且抗弯抗挤性能都很稳定,因此在高温高压的环境中应用十分广泛。

2.热性能优异:氮化硼耐高温性强,能够在高温、低压的环境中稳定、使用。

这正是其基本上适应一切的工作环境,且其热胀性小,在高温环境中相对稳定且不易变形。

同时,该材料的导热系数很高,比不少金属材料都要高得多。

3.优良的光学性能:氮化硼材料经过特殊处理后透光性佳,折射率高,反射光质量高,因此在光学导体制造上面有着广泛的应用。

在半导体、LED等压电元器件的制造中也有着广泛的应用。

4.优秀的电学性能:氮化硼材料是高阻抗、高绝缘性的,半导体材料上非常受欢迎。

同时也是陶瓷电容器、高压开关器、高频绝缘子和良好的电子元器件材料。

第三章、氮化硼材料的应用鉴于氮化硼材料的物理特性,它自然被应用于多个领域,不单单是材料领域,更是被广泛应用到超硬材料、陶瓷制品、导电材料以及光学设备等领域上面。

1.超硬材料的制造氮化硼材料作为一种极硬且坚固的材料,在超硬材料制造中有着十分重要的作用,因为氮化硼结构的稳定性良好,能够容忍外部的压力,同时也能够在极高环境下“化妆品测评”。

【精品文章】一文认识氮化硼高温透波材料

【精品文章】一文认识氮化硼高温透波材料

一文认识氮化硼高温透波材料
高温透波材料是指对波长在1~1000mm、频率在0.3~300GHz的电磁波在足够高的温度下的透过率70%的材料。

结构透波材料体系主要有耐高温及常温应用的透波材料,这两种材料体系的典型代表分别为陶瓷透波材料及聚合物基复合材料。

陶瓷透波材料与聚合物基复合材料分别应用于导弹、飞行器天线罩、天线窗以及雷天线罩等。

下文将重点介绍氮化硼高温透波材料。

 一、氮化硼陶瓷概述
 氮化硼(BN)是一种重要的非氧化物陶瓷材料,常见的有类似石墨的六方晶型(h-BN)、类似金刚石的立方晶型(c-BN)和类似无定形碳的无定形态。

 六方晶型h-BN 在6000~9000MPa 压力、1500~2000 ℃高温和催化剂(碱金属或碱土金属)的作用下,会转变成为c-BN。

而用作高温透波材料的主要是h-BN,俗称“白石墨”,其晶体为层状结构,每一层由硼、氮原子相间排列成六角环状网络。

层内原子之间呈很强的共价结合,B-N原子间距为0.1446 nm,原子间弹性模量E为910 GPa,所以结构致密,不易破坏,要到3000 ℃以上才分解。

 正因为如此,相对于氧化铝、融石英、氮化铝、氮化硅等陶瓷材料,BN 陶瓷有着独特的性能:热稳定性和介电性能优异,是为数不多的分解温度能达到3000 ℃的化合物之一,并且在很宽的温度范围内具有极好的热性能和电性能的稳定性。

 然而,由于BN陶瓷强度、硬度、弹性模量偏低,热导率高,抗雨蚀性。

2024年氮化硼陶瓷市场规模分析

2024年氮化硼陶瓷市场规模分析

2024年氮化硼陶瓷市场规模分析引言氮化硼陶瓷是一种具有高硬度、高耐磨性和高抗腐蚀性能的陶瓷材料。

在近年来,随着工业技术的发展和产业需求的增长,氮化硼陶瓷市场规模逐渐扩大。

本文将对氮化硼陶瓷市场规模进行分析,以便了解其发展趋势和潜力。

氮化硼陶瓷市场现状目前,氮化硼陶瓷市场呈现出蓬勃发展的态势。

氮化硼陶瓷具有优异的物理和化学性能,广泛应用于工业领域。

例如,在机械制造和汽车工业中,氮化硼陶瓷被用作高温耐磨部件、切削工具和轴承等。

此外,在化工和冶金行业中,氮化硼陶瓷还用于耐腐蚀管道、反应器和催化剂等。

这些应用领域的增长对氮化硼陶瓷市场的发展起到了关键作用。

2024年氮化硼陶瓷市场规模分析根据市场研究和数据分析,氮化硼陶瓷市场规模呈现出稳步增长的趋势。

2019年,全球氮化硼陶瓷市场规模达到X亿美元,预计到2025年将增至X亿美元。

这主要受到以下几个因素的影响:1. 快速发展的工业领域全球许多国家和地区的工业领域正快速发展,对高性能材料的需求不断增长。

氮化硼陶瓷由于其优异的物理和化学性能,在工业领域中得到了广泛应用。

随着工业化进程的推进,氮化硼陶瓷市场规模有望持续扩大。

2. 新兴应用领域的崛起近年来,氮化硼陶瓷在新兴应用领域的应用逐渐增多。

例如,在航空航天领域,氮化硼陶瓷被广泛应用于航天器的结构件和热防护材料。

此外,在能源和环保领域,氮化硼陶瓷还可以用作热电转换器和光催化剂等。

这些新兴应用领域的发展将进一步推动氮化硼陶瓷市场规模的增长。

3. 技术创新和研发投入随着科技的进步和研发投入的增加,氮化硼陶瓷的制备技术和性能得到了不断提升。

新的制备方法和改进的工艺使氮化硼陶瓷的生产成本降低,同时提高了其性能和可靠性。

这促使更多行业采用氮化硼陶瓷材料,推动了市场规模的增长。

展望与结论综上所述,氮化硼陶瓷市场规模正处于快速增长的阶段。

工业领域的发展、新兴应用领域的崛起以及技术创新的推动都将为氮化硼陶瓷市场带来更多的机遇和潜力。

氮化硼光催化性能的研究

氮化硼光催化性能的研究

氮化硼光催化性能的研究随着环境污染的加剧和能源危机的威胁,寻找一种高效、低成本的光催化材料成为了科学家们的热点研究方向之一。

近年来,氮化硼材料因其优异的光催化性能备受关注,尤其是氮化硼光催化制氢技术的开发,为清洁能源的发展提供了新的途径。

本文将着重介绍氮化硼光催化性能的研究进展,以及目前的应用情况和存在的问题。

一、氮化硼光催化性能的研究进展氮化硼是一种具有高硬度、高熔点、高导热性等优异性能的陶瓷材料。

近年来,研究人员通过各种方法成功地合成了不同形态的氮化硼材料,如纳米线、纳米棒、纳米片等。

研究表明,这些形态不同的氮化硼材料都具有较高的光吸收率和光催化活性。

对于氮化硼光催化性能的研究,最为重要的是确定它的带隙能量。

带隙能量是指能带的最高点和最低点之间的能量差,它决定了一种材料的光吸收以及其在光催化反应中的作用。

研究发现,氮化硼的带隙能量在3.5-5.5 eV之间,这意味着氮化硼材料可以吸收紫外光和可见光,具备进行光催化反应的潜力。

同时,氮化硼的导带和价带都是比较扁平的,这意味着它具有较高的载流子迁移率和光生电子-空穴对的寿命。

另外,氮化硼材料具有优异的化学稳定性和抗腐蚀性,在各种环境中都表现出很好的稳定性,这使得它在光催化反应中可以长时间地稳定工作。

除此之外,氮化硼材料还具有较高的比表面积、可调控结构和丰富的表面官能基,这些都有助于提高其光催化活性。

二、氮化硼光催化的应用情况目前,氮化硼光催化技术在多个领域得到了应用。

1、光催化产氢氮化硼光催化制氢技术是一种高效、清洁的氢气制备技术。

氮化硼光催化反应可以利用太阳能或其他可见光源产生光生电子-空穴对,生成氢气和氧气,反应产物不会对环境造成污染。

研究表明,纳米级别的氮化硼材料在光催化制氢方面表现出较好的性能。

不仅在光吸收、光催化活性等方面表现出优异的性能,而且还具有较高的光稳定性和催化稳定性。

2、光催化水处理氮化硼材料也可以用于水处理。

光催化水处理可以将水中的有机物、无机物等污染物质降解并转化为水和二氧化碳等无害物质。

2024年氮化硼纳米管市场前景分析

2024年氮化硼纳米管市场前景分析

2024年氮化硼纳米管市场前景分析引言氮化硼纳米管是一种具有优异性能的纳米材料,在各个领域都有广阔的应用前景。

本文将对氮化硼纳米管的市场前景进行分析,主要从需求驱动、产业链、应用领域和市场规模等方面进行探讨。

需求驱动氮化硼纳米管作为一种新兴的纳米材料,受到了广泛的关注。

其优异的电子、热学和力学性能使其在多个领域具备巨大的应用潜力。

随着科技的不断发展和人们对高性能材料需求的增加,氮化硼纳米管在市场上的需求将不断增加。

产业链氮化硼纳米管的产业链包括原材料供应商、氮化硼纳米管制备技术提供商、制造商和最终用户等环节。

原材料供应商提供氮化硼粉末,氮化硼纳米管制备技术提供商将其转化为氮化硼纳米管。

制造商将氮化硼纳米管应用于各个领域,最终满足最终用户的需求。

应用领域氮化硼纳米管在材料科学、电子器件、能源和生物医药等领域具有广泛的应用前景。

在材料科学领域,氮化硼纳米管可以用于制备高性能复合材料、纳米传感器等。

在电子器件方面,氮化硼纳米管可应用于纳米电子器件、热管理和高温器件等。

在能源领域,氮化硼纳米管可以用于超级电容器和锂离子电池等。

在生物医药领域,氮化硼纳米管具有优异的生物相容性,可以应用于药物传递、肿瘤治疗和生物传感器等。

市场规模目前,氮化硼纳米管市场规模较小,但随着技术的不断发展和市场的逐步成熟,市场规模将不断扩大。

根据市场研究报告,预计到2025年,氮化硼纳米管市场规模将达到数亿美元。

这主要得益于氮化硼纳米管在多个领域的广泛应用和需求的不断增加。

同时,政府对新材料的支持和鼓励也将促进氮化硼纳米管市场的发展。

结论综上所述,氮化硼纳米管作为一种新兴的纳米材料,在市场上具有广阔的应用前景。

随着技术的不断进步和需求的增加,氮化硼纳米管市场规模将逐步扩大。

在未来的发展中,各个环节的企业应积极开展研发和创新,不断提升产品的性能和竞争力,以满足市场需求,促进氮化硼纳米管市场持续健康发展。

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第29卷第5期硅酸盐通报Vol.29No.52010年10月BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYOctober ,2010氮化硼透波材料的研究进展与展望李端,张长瑞,李斌,曹峰,王思青,曹英斌(国防科技大学航天与材料工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室,长沙410073)摘要:本文从高超音速导弹天线罩材料的性能要求和现有天线罩材料的优缺点出发,介绍了氮化硼陶瓷的优异性能,综述了近年来氮化硼透波纤维和氮化硼透波复合材料的研究进展及应用,并对氮化硼透波材料未来的发展趋势作了展望。

关键词:氮化硼;透波材料;天线罩;氮化硼纤维;复合材料中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:1001-1625(2010)05-1072-07Progress and Prospect of Wave-transparent Boron Nitride MaterialsLI Duan ,ZHANG Chang-rui ,LI Bin ,CAO Feng ,WANG Si-qing ,CAO Ying-bin(State Key Laboratory of Advanced Ceramic Fibers and Composites ,College of Aerospace and Materials Engineering ,National University of Defense Technology ,Changsha 410073,China )Abstract :Based on the performance requirements of radome materials and the advantages or disadvantages of present radome materials of hypersonic missiles ,this paper reviews the excellent properties of boron nitride ceramic ,and the new progress and application of wave-transparent boron nitride fibers and composites are illustrated.In addition ,the development of such materials is also reviewed.Key words :boron nitride ;wave-transparent materials ;radome ;boron nitride fibers ;composites基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.50902150、90916019);国防重点实验室基金项目(9140C8203040905);国防科技大学优秀研究生创新资助项目(S100103)作者简介:李端(1987-),男,硕士研究生.主要从事陶瓷基复合材料的研究.通讯作者:张长瑞.E-mail :crzhang@nudt.edu.cn 1引言作为重要的航天透波部件,天线窗和天线罩能够保护飞行器的通讯、遥测、制导、引爆等系统在恶劣环境条件下正常工作。

天线窗一般位于飞行器的侧面,通常为平板或带弧面的板状,主要用于保护天线窗后面的无线电设备;天线罩位于飞行器的头部,多为锥形,有时也为半球形,是一种集导流、承载、透波、防热、耐蚀等多功能为一体的结构/功能部件[1,2]。

自1944年V-1、V-2导弹的发射拉开制导武器进入现代战争的帷幕,经过半个多世纪的发展,导弹已成为现代战争中的主战武器之一,以精确制导、远程打击为主要特征的导弹战正越来越显著地影响着战争的结局[3,4]。

在各种雷达天线罩中,对导弹天线罩的性能要求最高,并且随着导弹飞行马赫数的不断提高,处于导弹气动力和气动热最大最高位置的天线罩需承受的温度和热冲击越来越高,因此高温透波材料的滞后是制约导弹技术发展的瓶颈之一,导弹天线罩材料成为世界各国研究的热点[5]。

第5期李端等:氮化硼透波材料的研究进展与展望1073目前,各类先进战术导弹的飞行速度多在4Ma以上,地地中程导弹的再入速度已达到8 12Ma,而新一代战术导弹的再入速度可以高达几十个马赫,这使得导弹天线罩的工作环境日趋恶劣[6]。

因此,高超音速导弹天线罩必须具备良好的综合性能,归纳起来,主要有以下几点[5-10]:(1)优异的介电性能。

介电常数ε低,损耗角正切值tanδ小。

一般情况下,在0.3 300GHz频率范围内,天线罩材料的适宜介电常数ε为1 4,损耗角正切tanδ为10-1 10-3数量级,这样才能获得较理想的透波性能和瞄准误差特性。

(2)良好的力学性能。

断裂强度和韧性高,以承受高超音速导弹高速飞行时纵向过载和横向过载产生的剪力、弯矩和轴向力,而且要具有一定的刚性,使其在受力时不易变形。

(3)良好的抗热震性和耐热性。

天线罩必须能承受由于气动加热引起的剧烈热冲击和高温环境,高超音速导弹天线罩更要能承受2000ħ以上的高温。

(4)经得起雨蚀、辐射等恶劣环境条件。

(5)可加工性和经济性等。

然而,综合性能良好、适用于高超音速导弹的透波材料品种并不多,到目前为止国内外还没有一种综合性能十分理想的材料[6]。

总的来说,可用作导弹天线罩的材料主要是有机材料和陶瓷材料两大类。

早期的天线罩大多采用树脂基复合材料制造,其耐热性能差,强度低,且易老化变形,已不适用于制作高马赫数导弹的透波材料。

相比之下,一些陶瓷材料凭借其自身的高熔点(或升华点、分解点)、良好的高温力学性能、优异的介电性能等逐渐成为高马赫数飞行器的首选材料。

这些陶瓷材料主要包括氧化物系、氮化物系和磷酸盐系等[11]。

作为氮化物系透波材料中重要的一种,氮化硼材料具有独特而优异的性能[12]。

本文对氮化硼透波材料(包括氮化硼纤维和氮化硼复合材料)的研究进展和发展趋势进行了综述。

2氮化硼陶瓷简介氮化硼(BN)是一种重要的非氧化物陶瓷材料,常见的有类似石墨的六方晶型(h-BN)、类似金刚石的立方晶型(c-BN)和类似无定形碳的无定形态[13]。

h-BN在6000 9000MPa压力、1500 2000ħ高温和催化剂(碱金属或碱土金属)的作用下,会转变成为c-BN。

而用作高温透波材料的主要是h-BN,俗称“白石墨”,其晶体为层状结构,每一层由硼、氮原子相间排列成六角环状网络。

层内原子之间呈很强的共价结合,B-N原子间距为0.1446nm,原子间弹性模量E为910GPa,所以结构致密,不易破坏,要到3000ħ以上才分解[14]。

表1典型透波陶瓷材料的基本性能[17-20]Tab.1Properties of several typical wave-transparent ceramic materialsProperties99%Al2O3AlN SCFSBNHPBN IPBNSi3N4HPSN RSSNDensity(g/cm3)3.93.262.22.01.253.22.4 Relative dielectric consistant(10GHz)9.68.6 9.03.424.53.17.95.6 Loss tangent(10GHz)0.00010.00010.00040.00030.00030.0040.001 Phase-transition temperature/ħ20402230171330001899 Flexural strength/MPa275300439696391171Elastic modulus/GPa37030848701129098Poisson ratio(0-800ħ)0.28-0.15-0.230.26-Thermal conductivity(W/mK)37.73200.825.129.320.98.4 CTE(10-6/K)8.14.70.543.23.83.22.5 Specific heat(kJ/kg·K)1.170.730.751.31.20.80.8Thermal shock resistance Poor Good Good Good Good Good GoodWater absorption/%0-50--20Rain erosion resistance Excellent-Poor-Poor Excellent Good正因为如此,相对于氧化铝(Al2O3)、融石英(SCFS)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等陶瓷材料,BN陶1074综合评述硅酸盐通报第29卷瓷有着独特的性能[13-16]:热稳定性和介电性能优异,是为数不多的分解温度能达到3000ħ的化合物之一,并且在很宽的温度范围内具有极好的热性能和电性能的稳定性(如表1所示)。

然而,由于BN陶瓷强度、硬度、弹性模量偏低[21],热导率高,抗雨蚀性不足,且难以制成较大形状构件,因此单相的BN陶瓷在天线罩上尚未得到真正应用。

目前研究的主要为BN透波纤维和BN透波复合材料两大类。

3氮化硼透波纤维的研究进展及应用BN纤维兼备了BN材料和纤维材料各自所特有的多种优良性能,与某些适用于高超音速导弹应用环境的无机纤维(如氮化硅纤维、石英纤维等)相比,具有耐高温、高温力学性能优异、介电性能优良、可吸收中子等特性。

BN纤维的抗氧化温度比碳纤维和硼纤维还要高,可以在900ħ以下的氧化气氛和2800ħ以下的惰性气氛中长期使用[13]。

在可作为导弹天线窗、天线罩等防热透波部件的陶瓷基复合材料中,唯有耐热性、介电性能良好的石英纤维和BN纤维可作为增强纤维使用。

其中,石英纤维在超过800ħ时,因析晶而使强度迅速下降,当温度超过1200ħ时,由于晶粒长大而导致强度损失殆尽。

而BN纤维在2000ħ以内的惰性气氛中晶粒不会长大,强度也不会下降,并且其高温强度(1800ħ左右)反而比室温强度高,这就为复合材料基材的选择和制造时烧结温度的选择提供了方便;而且,在飞行器飞行摩擦发热过程中,也更能保证部件的可靠性和安全性。

因此,BN纤维在航天透波领域具有很好的应用前景[22-25]。

世界上许多国家相继对BN纤维的制备进行了研究,并取得了很大进展[25,26]。

20世纪60年代,美国的金刚砂公司最早开始了以B2O3纤维作为先驱体制备BN纤维的研究,之后,苏联、日本、中国等相继开展了BN纤维的研究,并有大量的报道[25]。

美国的Economy等[27]于1967年报道了以硼酸为原料制备B2O3先驱体纤维,该纤维在NH3(大于1000ħ)及N2(小于2000ħ)气氛中高温转化为BN纤维。

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