بررسی خواص الکترومغناطیسی کامپوزیت Si۳N۴/BAS/BN تف جوشی شده به روشپلاسمای جرقه ای

نیترید سیلیسیم دارای خواص مطلوب مکانیکی و خواص الکترومغناطیسی است. بدلیل ضریب دیالکتریک و تانژانت اتلاف پایین در دسته مواد شفاف امواج الکترومغناطیسی طبقه بندی شده و کاندیدای مناسبی برای ساخت تجهیزات مخابراتی محسوب میشود. تفجوشی نیترید سیلیسیم بدلیل ضریب نفوذ در خود پایین و پیوندهای کووالانسی قوی، با مشکلات فراوانی همراه است. در این پژوهش کامپوزیت سازی نیترید سیلیسیم با نیترید بور/ آلومینوسیلیکات باریم (Si۳N۴/BAS/BN) با نسبت وزنی ۷۰ به ۳۰ درصد وزنی به روش تف جوشی پلاسمای جرقه ای (SPS) انجام شد. نیترید بور به عنوان ماده شفاف امواج الکترومغناطیسی در پنجره آنتن ها کاربرد فراوان دارد. این ماده در مقادیر میزان ۳، ۶ و۹ درصد وزنی به کامپوزیت اضافه شد. برای ترکیبات مختلف دارای صفر، ۳، ۶ و ۹ درصد وزنی نیترید بور، میانگین ضریب دی الکتریک به ترتیب با مقادیر ۶، ۵,۲، ۶,۲ و ۷,۱ H/ m و میانگین تانژانت اتلاف به ترتیب ۰,۰۰۲، ۰,۰۰۲، ۰,۰۰۴ و ۰,۱ در فرکانسهای باند X، با آزمون تحلیلگر شبکه بردار فرکانس رادیویی (VNA) اندازه گیری شد. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز فازی توسط پراش پرتو ایکس نشان داد که افزودن BN بیش از ۳ درصد وزنی باعث رشد بیشتر دانه های β-Si۳N۴ با مکانیزم انحلال، نفوذ و رسوب گذاری (SDP) شده و و منجر به افزایش ضریب دی الکتریک و تانژانت اتلاف میشود. نمونه بهینه P۵۰BN۳ حاوی ۳ درصد وزنی BN که تحت فشار مکانیکی نهایی ۵۰ مگاپاسکال زینتر شده با تانژانت اتلاف ۰,۰۰۲ در %۳۸ فرکانسهای باند X خواص الکترومغناطیسی بهتری از خود نشان داد.

کلیدواژه ها:

نیترید سیلیسیم ، کامپوزیت ، شیشه سرامیک ، تف جوشی پلاسمای جرقه ای ، آلومینوسیلیکات باریم ، نیترید بور