Ефект поглинання мікрохвиль нестехіометричним карбідом кремнію
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2025.02.065Ключові слова:
параметри ґратки, твердий розчин вуглецю в карбіді кремнію, мікрохвильова піч, частота, поглинання мікрохвильАнотація
Взаємодія терморозширеного графіту та нафтококсу із дисперсним кремнієм за температури 1200 °C спричиняє утворення твердого розчину вуглецю в карбіді кремнію, що супроводжується зниженням величини параметра ґратки щодо стандартного значення β-SiC (а = 0,43596 нм). Для порошків, синтезованих у системі нафтококс—кремній і терморозширений графіт—кремній, параметри ґраток β-SiC становлять 0,43560 та 0,43532 нм відповідно. Досліджено поглинання мікрохвиль синтезованими порошками в побутовій мікрохвильовій печі з робочою частотою 2,45 ГГц. Досліджувані порошки карбіду кремнію поглинають мікрохвильове випромінювання, що супроводжується інтенсивним підвищенням температури за рахунок сформованої структури твердого розчину вуглецю в карбіді кремнію. Встановлено, що вища концентрація розчиненого вуглецю, що супроводжується більш заниженим параметром ґратки синтезованого карбіду кремнію, зумовлює інтенсивніше поглинання мікрохвиль. Отже, заниження параметра ґратки в карбіді кремнію сприяє кращому поглинанню мікрохвиль.
Завантаження
Посилання
Qin, F. & Brosseau, C. (2012). A review and analysis of microwave absorption in polymer composites filled with carbonaceous particles. J. Appl. Phys., 111, No. 6, 061301. https://doi.org/10.1063/1.3688435
Yin, X., Kong, L., Zhang, L., Cheng, L., Travitzky, N. & Greil, P. (2014). Electromagnetic properties of Si—C—N based ceramics and composites. Int. Mater. Rev., 59, No. 6, pp. 326-355. https://doi.org/10.1179/174328041 4Y.0000000037
Zhao, D.-L., Li, X. & Shen, Z.-M. (2009). Preparation and electromagnetic and microwave absorbing properties of Fe-filled carbon nanotubes. J. Alloys Compd., 471, No. 1-2, pp. 457-460. https://doi.org/10.1016/j. jallcom.2008.03.127
Liang, J., Wang, Y., Huang, Y., Ma, Y., Liu, Z., Cai, J., Zhang, C., Gao, H. & Chen, Y. (2009). Electromagnetic interference shielding of graphene/epoxy composites. Carbon, 47, No. 3, pp. 922-925. https://doi.org/10.1016/j. carbon.2008.12.038
Jin, H.-B., Cao, M.-S., Zhou, W. & Agathopoulos, S. (2010). Microwave synthesis of Al-doped SiC powders and study of their dielectric properties. Mater. Res. Bull., 45, No. 2, pp. 247-250. https://doi.org/10.1016/j. materresbull.2009.09.015
Li, X., Zhang, L., Yin, X., Feng, L. & Li, Q. (2010). Effect of chemical vapor infiltration of SiC on the mechanical and electromagnetic properties of Si3N4—SiC ceramic. Scr. Mater., 63, No. 6, pp. 657-660. https://doi. org/10.1016/j.scriptamat.2010.05.034
Duan, W., Yin, X., Li, Q., Liu, X., Cheng, L. & Zang, L. (2014). Synthesis and microwave absorption properties of SiC nanowires reinforced SiOC ceramic. J. Eur. Ceram Soc., 34, No. 2, pp. 257-266. https://doi.org/10.1016/j. jeurceramsoc.2013.08.029
Qing, Y., Zhou, W., Huang, S., Huang, Z., Luo, F. & Zhu, D. (2014). Evolution of double magnetic resonance behavior and electromagnetic properties of flake carbonyl iron and multi-walled carbon nanotubes filled epoxy-silicone. J. Alloys Compd., 583, pp. 471-475. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.09.002
Wang, H., Zhu, D., Zhou, W. & Luo, F. (2014). Microwave electromagnetic properties of polyimide/carbonyl iron composites. J. Polym. Res., 21, 478. https://doi.org/10.1007/s10965-014-0478-4
Ye, F., Zhang, L., Yin, X., Liu, Y. & Cheng, L. (2013). Dielectric and electromagnetic wave absorbing properties of two types of SiC fibers with different compositions. J. Mater. Sci. Technol., 29, No. 1, pp. 55-58. https://doi. org/10.1016/j.jmst.2012.11.006
Chung, D. D. L. (2001). Electromagnetic interference shielding effectiveness of carbon materials. Carbon, 39, No. 2, pp. 279-285. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(00)00184-6
Li, Q., Yin, X., Duan, W., Kong, L., Hao, B. & Ye, F. (2013). Electrical, dielectric and microwave-absorption properties of polymer derived SiC ceramics in X band. J. Alloys Compd., 565, pp. 66-72. https://doi.org/10.1016/j. jallcom.2013.02.176
Liu, H. & Tian, H. (2012). Mechanical and microwave dielectric properties of SiCf/SiC composites with BN interphase prepared by dip-coating process. J. Eur. Ceram. Soc., 32, No. 10, pp. 2505-2512. https://doi. org/10.1016/j.jeurceramsoc.2012.02.009
Yang, H.-J., Yuan, j., Li, Y., Hou, Z.-L., Jin, H.-B., Fang, X.-Y., Cao, M.-S. (2013). Silicon carbide powders: Temperature-dependent dielectric properties and enhanced microwave absorption at gigahertz range. Solid State Commun., 163, pp. 1-6. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2013.03.004
Wang, P., Cheng, L., Zhang, Y. & Zhang, L. (2017). Synthesis of SiC nanofibers with superior electromagnetic wave absorption performance by electrospinning. J. Alloys Compd., 716, No. 5, pp. 306-320. https://doi. org/10.1016/j.jallcom.2017.05.059
Singh, S., Bhaskar, R., Narayanan, K.-B., Kumar, A. & Debnath, K. (2024). Development of silicon carbide (SiC)-based composites as microwave-absorbing materials (MAMs): A review. J. Eur. Ceram. Soc., 44. No. 13, pp. 7411-7431. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2024.05.032
Kumar, A., Singh, S. & Singh, D. (2019). Effect of heat treatment on morphology and microwave absorption behavior of milled SiC. J. Alloys Compd., 772, pp. 1017-1023. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.09.136
Zhao D., Luo F. & Zhou, W.-C. (2010). Microwave absorbing property and complex permittivity of nano SiC particles doped with nitrogen. J. Alloys Compd., 490, No. 1-2, pp. 190-194. https://doi.org/10.1016/j. jallcom.2009.09.008
Zou, G., Cao, M., Lin, H., Jin, H., Kang, Y. & Chen, Y. (2006). Nickel layer deposition on SiC nanoparticles by simple electroless plating and its dielectric behaviors. Powder Technol., 168, No. 2, pp. 84-88. https://doi. org/10.1016/j.powtec.2006.07.002
Li, D., Jin, H.-B., Cao, M.-S., Chen, T., Dou, Y.-K., Wen, B. & Agathopoulos, S. (2011). Production of Ni-doped SiC nanopowders and their dielectric properties. J. Am. Ceram. Soc., 94, No. 5, pp. 1523-1527. https://doi. org/10.1111/j.1551-2916.2010.04293.x
Jin, H.-B., Cao, M.-S., Zhou, W. & Agathopoulos, S. (2010). Microwave synthesis of Al-doped SiC powders and study of their dielectric properties. Mater. Res. Bull., 45, No. 2, pp. 247-250. https://doi.org/10.1016/j. materresbull.2009.09.015
Mykhaylyk, O. O. & Gadzira, M. P. (1999). Arrangement of C atoms in the SiC—C solid solution. Acta Cryst., 55, pp. 297-305. https://doi.org/10.1107/S0108768198013950
Gadzyra, N. F. & Gnesin, G. G. (2001). Mechanism for the formation of a solid solution of carbon in silicon carbide. powder metall. Met. Ceram., 40, No. 9-10, pp. 519-525. https://doi.org/10.1023/A:1014352009750
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
