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TiO_(2)对反应烧结SiC陶瓷性能的影响
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作者 胡苗 鞠茂奇 +3 位作者 陈定 顾华志 黄奥 付绿平 《武汉科技大学学报》 北大核心 2026年第1期31-36,共6页
以SiC粉、炭黑和造孔剂为主要原料,外加不同含量的TiO_(2)粉末,经混料、压制成型、110℃干燥后,通过1740℃真空渗硅烧结1 h制得反应烧结SiC陶瓷,研究了TiO_(2)添加量对反应烧结SiC陶瓷的力学性能和显微结构的影响。结果表明,TiO_(2)的... 以SiC粉、炭黑和造孔剂为主要原料,外加不同含量的TiO_(2)粉末,经混料、压制成型、110℃干燥后,通过1740℃真空渗硅烧结1 h制得反应烧结SiC陶瓷,研究了TiO_(2)添加量对反应烧结SiC陶瓷的力学性能和显微结构的影响。结果表明,TiO_(2)的最佳添加量为9%,此时所制反应烧结SiC陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别达到294 MPa、4.84 MPa·m^(1/2)。这是因为TiO_(2)和游离Si反应生成了力学性能优异的Ti_(3)SiC_(2)增韧相,同时TiO_(2)能有效降低游离Si的含量并细化其尺寸,从而提高了陶瓷材料的力学性能。 展开更多
关键词 反应烧结sic陶瓷 TI3sic2 游离Si 力学性能 显微结构
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氧化温度与NO退火组分协同优化提升SiC MOSFET界面特性与器件性能
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作者 刘玮 陈刚 +4 位作者 夏云 桂雅雯 陈昱 田佳民 杜融鑫 《微纳电子技术》 2026年第1期104-109,共6页
针对碳化硅(SiC)金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)中SiC/SiO2界面态密度偏高、迁移率低、栅氧击穿场强退化与阈值电压不稳定问题,系统研究了氧化温度、NO退火组分对界面特性及器件性能的调控机制。通过设计三组对比实验(氧化温度... 针对碳化硅(SiC)金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)中SiC/SiO2界面态密度偏高、迁移率低、栅氧击穿场强退化与阈值电压不稳定问题,系统研究了氧化温度、NO退火组分对界面特性及器件性能的调控机制。通过设计三组对比实验(氧化温度1200~1350℃;退火温度1250~1300℃;NO组分10%~100%),制备金属-氧化物-半导体(MOS)电容、平面MOSFET及横向MOSFET。电学表征与物性分析发现:温度升至1300℃可抑制界面碳团簇,阈值电压负漂移率改善44%,但1350℃工艺因氧空位增多导致栅氧反向击穿场强下降7%;10%NO退火较100%NO显著提升场效应迁移率38%,这源于氮原子对界面悬挂键的高效钝化。在最优工艺(1300℃氧化温度结合1300℃/10%NO退火)条件下,器件综合性能最优:栅氧正向击穿场强9.65 MV/cm、迁移率14.4 cm^(2)/(V·s)、阈值电压负漂移率-9%。本研究为SiC MOSFET栅氧工艺提供了明确的参数窗口与机理解释。 展开更多
关键词 sic金属-氧化物-半导体(MOS)电容 sic横向金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET) 栅氧工艺 场效应迁移率 栅氧击穿场强 阈值电压漂移
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基于同步辐射CT与深度学习的C/SiC复合材料带孔试件损伤演化分析
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作者 刘乔雨 王龙 +2 位作者 侯传涛 李志强 刘武刚 《材料工程》 北大核心 2026年第1期62-73,共12页
通过开展基于同步辐射X射线CT原位观测的力学实验,结合深度学习算法、三维数字图像有限元建模方法和数字体积相关(DVC)方法,研究单向拉伸载荷作用下中心开孔C/SiC复合材料构件的损伤演化行为,实现单向拉伸载荷作用下中心开孔C/SiC复合... 通过开展基于同步辐射X射线CT原位观测的力学实验,结合深度学习算法、三维数字图像有限元建模方法和数字体积相关(DVC)方法,研究单向拉伸载荷作用下中心开孔C/SiC复合材料构件的损伤演化行为,实现单向拉伸载荷作用下中心开孔C/SiC复合材料构件内部损伤纤维束裂纹、基体裂纹及分层等不同类型损伤的智能识别,建立损伤演化与应变集中之间的关系。基于深度学习的损伤识别与量化分析表明中心开孔与初始孔隙均会影响损伤萌生的位置;三维数字图像有限元分析结果揭示了初始孔隙的几何形状对裂纹损伤萌生的影响,而DVC结果展现了纤维束区域较大范围应变集中与分层损伤及最终断裂的关系。纤维束裂纹、基体裂纹及分层这三种损伤形式在一定程度上相互关联,随着载荷增加,临近的分层连通形成基体裂纹,进而可能扩展形成纤维束裂纹;在拉伸载荷下纤维束的主要破坏形式为纤维束断裂及纤维束劈裂、纤维束滑移,试件中心开孔没有改变纤维束的失效模式。 展开更多
关键词 C/sic复合材料 X射线CT原位拉伸实验 损伤 深度学习 数字体积相关 图像有限元
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腐蚀法制备SiC量子点及其在荧光标记中的应用
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作者 康杰 丁紫阳 +4 位作者 焦璨 白玲 潘全喜 朱彦敏 宋月鹏 《半导体技术》 北大核心 2026年第1期13-21,共9页
通过HNO_(3)和HF混合腐蚀剂处理自蔓延高温合成的β-SiC微粉,制备出尺寸均匀、分散性良好的水相SiC量子点,研究了腐蚀进程中颗粒微观组织结构演变及光致发光(PL)性能调控机制,并将其应用于镰刀菌的荧光标记及成像。采用透射电子显微镜(T... 通过HNO_(3)和HF混合腐蚀剂处理自蔓延高温合成的β-SiC微粉,制备出尺寸均匀、分散性良好的水相SiC量子点,研究了腐蚀进程中颗粒微观组织结构演变及光致发光(PL)性能调控机制,并将其应用于镰刀菌的荧光标记及成像。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、PL谱及共聚焦荧光显微系统等表征手段,揭示了SiC颗粒在腐蚀过程中的表面氧化、镂空结构形成至超声破碎的微观演变路径,证实其光致发光基于量子限域效应而非表面缺陷。经调控离心层析的超重力系数实现量子点粒径的精准裁剪后,SiC量子点特征发射波长(340nm激发下)由401nm经455nm红移至485nm,宏观荧光颜色相应由蓝绿色经绿色转变为黄绿色。活体细胞的长时程荧光成像结果表明,腐蚀法制备的SiC量子点具有较高的标记稳定性。此外,对抗光漂白机理及标记稳定性进行了初步分析。 展开更多
关键词 sic量子点 腐蚀法 微观组织结构演变 离心层析裁剪 荧光成像
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SiC_(f)/SiC复合材料纳秒激光烧蚀机理研究
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作者 邸腾达 杨煜珩 +2 位作者 赵卿钰 吴东江 马广义 《表面技术》 北大核心 2026年第2期124-133,共10页
目的建立工艺参数与纳秒激光烧蚀SiC_(f)/SiC复合材料烧蚀槽尺寸及烧蚀槽形貌的映射关系,揭示不同工艺参数条件下的烧蚀机理,明确烧蚀过程的成分变化规律,为SiC_(f)/SiC复合材料的孔加工和槽加工提供理论指导和工艺基础。方法通过不同... 目的建立工艺参数与纳秒激光烧蚀SiC_(f)/SiC复合材料烧蚀槽尺寸及烧蚀槽形貌的映射关系,揭示不同工艺参数条件下的烧蚀机理,明确烧蚀过程的成分变化规律,为SiC_(f)/SiC复合材料的孔加工和槽加工提供理论指导和工艺基础。方法通过不同激光能量密度和扫描速度的纳秒激光对SiC_(f)/SiC复合材料进行烧蚀,采用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜以及显微拉曼光谱仪对烧蚀槽形貌尺寸及物相组成进行分析,揭示纳秒激光烧蚀SiC_(f)/SiC复合材料的烧蚀机理。结果在选定工艺参数范围内,激光能量密度主要影响烧蚀宽度,扫描速度主要影响烧蚀深度,激光能量密度由1.78 J/cm^(2)提高到8.89 J/cm^(2),烧蚀宽度提高了10.06μm。扫描速度由800 mm/s降低到50 mm/s,烧蚀深度提高了76.12μm。结论纳秒激光烧蚀SiC_(f)/SiC复合材料的主要烧蚀产物是SiO_(2)。烧蚀槽内部由于氧分压较小,温度较高,SiC被动氧化会转变为活性氧化,生成SiO和CO等物质。此外,烧蚀过程中SiC会发生分解和蒸发,对材料中SiC的含量和结晶度造成影响。当材料吸收的单位时间激光能量输入较低时,SiC蒸发分解产生的气体反冲压力将熔融液滴抛离,在光斑附近形成半圆形溅射状。当材料吸收单位时间激光能量输入较大时,大部分熔融液滴无法离开烧蚀槽,在烧蚀槽内形成较厚的重铸层和块状堆积物。 展开更多
关键词 纳秒激光 sic_(f)/sic复合材料 形貌特征 去除机理
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SPS参数对ZrC-SiC陶瓷微观结构及力学性能的影响
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作者 任静 解静 +4 位作者 王龙 张前 孙国栋 李辉 贾研 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2026年第1期34-39,共6页
采用放电等离子烧结(SPS)工艺在不同烧结温度、保温时间、烧结压力下制备了一系列ZrC-SiC复相陶瓷,研究工艺参数对材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,陶瓷致密度与硬度均有所提升,高于1 500℃后提升缓慢,需增... 采用放电等离子烧结(SPS)工艺在不同烧结温度、保温时间、烧结压力下制备了一系列ZrC-SiC复相陶瓷,研究工艺参数对材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,陶瓷致密度与硬度均有所提升,高于1 500℃后提升缓慢,需增大压力或延长保温时间来进一步提高致密度,但过高的压力和保温时间会导致材料致密度和力学性能下降。在1 500℃/50 MPa/5 min下制备的ZrC-SiC复相陶瓷展现出优异的力学性能,其相对密度达到99.95%,维氏硬度和弯曲强度分别为21.01 GPa和357.37 MPa。 展开更多
关键词 ZrC-sic超高温陶瓷 SPS 烧结参数 力学性能
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2D C/SiC复合材料高温拉伸蠕变损伤原位观察及断裂机理
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作者 兰俊伟 魏永金 +4 位作者 余煜玺 黄柳英 罗忠 叶大海 付仲议 《材料工程》 北大核心 2026年第1期218-227,共10页
通过自主搭建的高温拉伸蠕变试验机和裂纹扩展原位观察系统观察了2D C/SiC复合材料拉伸蠕变作用下的裂纹扩展过程,评估了2D C/SiC复合材料的切口敏感性,并利用扫描电子显微镜观察试样断口形貌,研究与分析了2D C/SiC复合材料在拉伸蠕变... 通过自主搭建的高温拉伸蠕变试验机和裂纹扩展原位观察系统观察了2D C/SiC复合材料拉伸蠕变作用下的裂纹扩展过程,评估了2D C/SiC复合材料的切口敏感性,并利用扫描电子显微镜观察试样断口形貌,研究与分析了2D C/SiC复合材料在拉伸蠕变作用下的失效模式和断裂机理。实验结果表明,无切口的2D C/SiC复合材料在1000℃/50 MPa条件下,蠕变断裂时间均大于8000 s,稳态蠕变速率为5.11×10^(-8)~1.36×10^(-7) s^(-1),切口的存在使得稳态蠕变阶段明显缩短,蠕变时间缩短了约2000 s,稳态蠕变速率增大至2.0×10^(-7) s^(-1)。2D C/SiC复合材料在1000℃/50 MPa条件下的拉伸蠕变曲线主要包括减速蠕变、稳态蠕变两个阶段。裂纹扩展主要集中在稳态蠕变阶段后期,碳纤维在高温环境中会迅速发生氧化反应,微裂纹在基体萌发。当试样内部微裂纹饱和后会产生宏观裂纹,宏观裂纹连接材料内部孔隙,形成一条连贯的扩展路径,导致裂纹的迅速扩展,裂纹扩展受纤维的阻挡导致裂纹发生多次偏转,蠕变试样宏观断口呈锯齿状,且有大量纤维拔出。 展开更多
关键词 C/sic复合材料 高温拉伸蠕变 裂纹扩展 原位观察 蠕变氧化机理
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面向Ni-SiC纳米镀层耐磨性能预测的GA-BP神经网络模型
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作者 覃树宏 梁锦 《电镀与精饰》 北大核心 2026年第1期116-122,130,共8页
Ni-SiC纳米镀层的耐磨性能与其制备工艺参数之间存在复杂的非线性关系,需要具有很强的非线性拟合能力,才能捕捉输入参数与耐磨性能之间的复杂关系,在进行模型求解时可避免陷入局部最优而降低预测精度。为此,提出遗传算法-反向传播(Genet... Ni-SiC纳米镀层的耐磨性能与其制备工艺参数之间存在复杂的非线性关系,需要具有很强的非线性拟合能力,才能捕捉输入参数与耐磨性能之间的复杂关系,在进行模型求解时可避免陷入局部最优而降低预测精度。为此,提出遗传算法-反向传播(Genetic Algorithm-Backpropagation,GA-BP)神经网络模型,对Ni-SiC纳米镀层的耐磨性能预测方法展开研究。选用50 mm×50 mm×5 mm 304不锈钢板材作为基体材料进行预处理,使用电镀液配方对镀液进行配置;采用恒电流脉冲电镀模式完成复合电镀,并利用多功能摩擦磨损试验机进行耐磨性能试验;构建基于BP神经网络的Ni-SiC纳米镀层耐磨性能预测模型,并引入遗传算法对BP神经网络模型的阈值和权值展开寻优,将磨损量作为模型输出,实现Ni-SiC纳米镀层的耐磨性能预测。试验表明,利用本文方法获取的磨损量预测值与磨损量真实值之间的误差最大仅为0.2 mg,预测后的R^(2)为0.988,预测结果的拟合优度较高,应用效果较好。 展开更多
关键词 Ni-sic纳米镀层 耐磨性能预测 GA算法 BP神经网络 摩擦磨损
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SiC粒度对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响
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作者 车明超 李利 +3 位作者 赵典典 张京 郭小敏 刘联军 《热加工工艺》 北大核心 2026年第2期113-116,共4页
采用不同粒度的SiC制备了多种树脂基摩擦材料试样。在AG-100 KN万能材料试验机和电子扫描显微镜(SEM)上分别表征试样的力学性能和微观形貌,利用MM-3000型摩擦磨损性能试验台研究了摩擦磨损性能。研究结果表明,SiC粒度越小越利于提高树... 采用不同粒度的SiC制备了多种树脂基摩擦材料试样。在AG-100 KN万能材料试验机和电子扫描显微镜(SEM)上分别表征试样的力学性能和微观形貌,利用MM-3000型摩擦磨损性能试验台研究了摩擦磨损性能。研究结果表明,SiC粒度越小越利于提高树脂基摩擦材料的密度和抗拉强度。在粒度为+60目时,平均摩擦系数在不同工况条件下性能最佳,且摩擦后试样表面也较为平整。 展开更多
关键词 树脂基摩擦材料 sic 粒度 摩擦磨损
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利用苏州土制备Al_(2)O_(3)-SiC_(w)复合陶瓷储热材料的研究
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作者 毛志欢 劳新斌 +4 位作者 徐笑阳 赵雅丽 廖万英 位兆琪 邓宇洁 《中国陶瓷》 北大核心 2026年第1期9-16,共8页
以苏州土和Al-12Si合金粉为原料,通过埋粉烧结法制备Al_(2)O_(3)-SiC_(w)复合陶瓷储热材料,研究了烧成温度对样品的物相相成、显微结构、物理性能以及热物理性能的影响。研究结果表明:SiC晶须(SiC_(w))通过气–固(V-S)机制生长。Al-12S... 以苏州土和Al-12Si合金粉为原料,通过埋粉烧结法制备Al_(2)O_(3)-SiC_(w)复合陶瓷储热材料,研究了烧成温度对样品的物相相成、显微结构、物理性能以及热物理性能的影响。研究结果表明:SiC晶须(SiC_(w))通过气–固(V-S)机制生长。Al-12Si合金在1450℃消耗完全,此时SiC的生成量最多。经1450℃烧成样品的气孔率最高,但其抗压强度最好,说明SiC可以抵消气孔给强度造成的负面影响。经1450℃烧成样品的热膨胀系数为5.56×10^(-6)/℃,原位合成的SiC_(w)有效地降低了复合储热材料的热膨胀系数。1500℃为样品的最佳烧成温度,样品的致密性较好,气孔率和吸水率分别为36%和16%,抗压强度为153.6 MPa。样品的热导率最高为4.02 W·(m·K)^(-1),比热容为0.94 J·(g·K)^(-1),理论储热密度为785.12 J/g(计算温度范围为25~1000℃)。 展开更多
关键词 苏州土 sic晶须 陶瓷储热材料 热导率 储热密度
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时效时间与温度对SiC/Al-Zn-Mg-Cu纳米复合材料显微组织与硬度的影响
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作者 李京京 鞠江 +5 位作者 张震 罗逸飞 王朦朦 周阳 王俊 梁加淼 《材料工程》 北大核心 2026年第1期203-210,共8页
采用高能球磨结合放电等离子烧结和热挤压的方法制备SiC/Al-Zn-Mg-Cu纳米复合材料,通过示差扫描量热法、同步辐射X射线衍射、透射电子显微镜分析和显微硬度测试,研究了纳米复合材料的析出硬化特性、时效析出行为及显微硬度变化。结果表... 采用高能球磨结合放电等离子烧结和热挤压的方法制备SiC/Al-Zn-Mg-Cu纳米复合材料,通过示差扫描量热法、同步辐射X射线衍射、透射电子显微镜分析和显微硬度测试,研究了纳米复合材料的析出硬化特性、时效析出行为及显微硬度变化。结果表明:添加纳米SiC颗粒后,η′相和η相的热扩散激活能提高,纳米SiC颗粒抑制了复合材料中析出相的长大。纳米SiC颗粒的加入,促使复合材料组织中η'相数量增多,晶界析出的η相更加细小、均匀,析出强化效果更为显著。随着时效时间的增加,晶内η'相密度增大,尺寸增加,并且逐渐向η相转变,同时晶界析出的η相发生粗化。增加时效温度可促使复合材料体系自由能升高,提高了溶质原子的扩散速度,促进η'相和η相的长大以及η'相向η相的转变。添加3%(体积分数)纳米SiC后,复合材料显微硬度提高了50%左右,且随着时效温度从100℃升高到140℃,峰时效时间从64 h减少到16 h,但时效温度变化对峰时效的硬度值影响不大。 展开更多
关键词 铝基复合材料 sic增强相 纳米析出相 显微硬度 热处理
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高纯炭黑对Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响
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作者 王成春 阳方 +2 位作者 张弛 周辉 刘威 《耐火与石灰》 2026年第1期16-19,28,共5页
为了减少铁沟料中沥青的使用对人体健康和环境产生的危害,采用电熔低碳棕刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、球状沥青、铝酸盐水泥、煅烧活性氧化铝微粉为主要原料,加入0、0.5%(w)、1%(w)、1.5%(w)、2%(w)高纯炭黑替代等量的球状沥青,制备了出... 为了减少铁沟料中沥青的使用对人体健康和环境产生的危害,采用电熔低碳棕刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、球状沥青、铝酸盐水泥、煅烧活性氧化铝微粉为主要原料,加入0、0.5%(w)、1%(w)、1.5%(w)、2%(w)高纯炭黑替代等量的球状沥青,制备了出铁沟用Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料,研究了炭黑加入量对浇注料体积密度、强度、抗氧化性能、抗侵蚀性能的影响。结果表明:1)随着炭黑加入量的增加,Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料的体积密度逐渐增大,显气孔率逐渐减小;2)Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料的抗折强度和耐压强度随着炭黑加入量的增加呈现先增大后减小的趋势;3)Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料的抗氧化性能和抗侵蚀性能也随着炭黑加入量的增加而逐渐提高。 展开更多
关键词 高纯炭黑 Al_(2)O_(3)-sic-C质铁沟浇注料 抗侵蚀性能 抗氧化性能
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基于贝叶斯优化神经网络的Cu-SiC镀层镀速预测
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作者 魏波 刘翠芳 吕焦盛 《电镀与精饰》 北大核心 2026年第1期123-130,共8页
Cu-SiC镀层镀速受多种因素影响,包括电流密度、镀液成分、温度、搅拌速度等,这些因素与镀速之间存在着复杂的非线性关系。传统的神经网络模型只能处理线性关系,对于复杂的电镀数据特征之间的非线性关系以及时空特性难以有效捕捉,影响了... Cu-SiC镀层镀速受多种因素影响,包括电流密度、镀液成分、温度、搅拌速度等,这些因素与镀速之间存在着复杂的非线性关系。传统的神经网络模型只能处理线性关系,对于复杂的电镀数据特征之间的非线性关系以及时空特性难以有效捕捉,影响了模型超参数的优化速度及预测精度。为此,提出基于贝叶斯优化神经网络的Cu-SiC镀层镀速预测方法。该方法系统性地采集电镀过程中的电流值、镀液温度、镀液pH值、SiC粒子浓度、镀液搅拌速率数据,并采用Z-score标准化方法对每种电镀数据进行归一化处理,以促进模型在不同特征间的有效比较。设计贝叶斯优化神经网络的BO-CNN-LSTM模型,将各种电镀数据的归一化处理结果作为模型输入,同时捕捉电镀数据的空间特征和时间依赖性,利用贝叶斯算法优化层自动搜索模型最优超参数组合。利用最优超参数组合实施模型训练,最终实现Cu-SiC镀层镀速的高效精准预测。实验结果表明,经过贝叶斯算法优化超参数后,该预测方法的决定系数R2显著提升,更接近1。预测结果与实际镀速之间的偏差较小,曲线走势与实际镀速高度一致。此外,该方法的CPU使用率也相对较低。 展开更多
关键词 电镀数据 Z-score标准化 贝叶斯优化算法 BO-CNN-LSTM模型 Cu-sic镀层 镀速预测
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基于SiIGBT与SiCFET并联的新型混合器件特性解析及对比研究 被引量:1
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作者 朱梓贤 涂春鸣 +3 位作者 肖标 郭祺 肖凡 龙柳 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期251-260,共10页
对由SiC FET与Si IGBT并联组成的新型混合器件(HY_F)开展研究。首先,分析HY_F的基本结构与工作原理,并搭建HY_F的导通损耗模型、开通损耗模型以及关断损耗模型。其次,基于混合器件的仿真模型,分析HY_F与传统Si IGBT/SiC MOSFET混合器件(... 对由SiC FET与Si IGBT并联组成的新型混合器件(HY_F)开展研究。首先,分析HY_F的基本结构与工作原理,并搭建HY_F的导通损耗模型、开通损耗模型以及关断损耗模型。其次,基于混合器件的仿真模型,分析HY_F与传统Si IGBT/SiC MOSFET混合器件(HY_M)在不同额定电流等级下损耗与成本的优劣势。仿真结果表明,当额定电流为较小(15 A)时,HY_M能以较低的成本实现更低的损耗;混合器件在额定电流较大(25 A、40 A)时,HY_F能以更低的成本实现更低的损耗。最后,通过实验验证结论的正确性。 展开更多
关键词 Si/sic混合器件 sicMOSFET SiIGBT sicFET 损耗模型
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Radiation hardness of 1.2 kV SiC power devices with advanced edge termination structures under proton irradiation
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作者 Sangyeob Kim Jeongtae Kim +3 位作者 Dong-Seok Kim Hyuncheol Bae Min-Woo Ha Ogyun Seok 《Journal of Semiconductors》 2026年第1期83-89,共7页
This work presents a systematic analysis of proton-induced total ionizing dose(TID)effects in 1.2 k V silicon carbide(SiC)power devices with various edge termination structures.Three edge terminations including ring-a... This work presents a systematic analysis of proton-induced total ionizing dose(TID)effects in 1.2 k V silicon carbide(SiC)power devices with various edge termination structures.Three edge terminations including ring-assisted junction termination extension(RA-JTE),multiple floating zone JTE(MFZ-JTE),and field limiting rings(FLR)were fabricated and irradiated with45 Me V protons at fluences ranging from 1×10^(12) to 1×10^(14) cm^(-2).Experimental results,supported by TCAD simulations,show that the RA-JTE structure maintained stable breakdown performance with less than 1%variation due to its effective electric field redistribution by multiple P+rings.In contrast,MFZ-JTE and FLR exhibit breakdown voltage shifts of 6.1%and 15.2%,respectively,under the highest fluence.These results demonstrate the superior radiation tolerance of the RA-JTE structure under TID conditions and provide practical design guidance for radiation-hardened Si C power devices in space and other highradiation environments. 展开更多
关键词 sic proton irradiation edge termination radiation hardness TID effects
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A sustainable and high value-added strategy under lignite and waste silicon powder to construct SiC nanowires for electromagnetic wave absorption
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作者 Wenhao Wang Xiaolin Lan +6 位作者 Haoquan Hao Jingxiang Liu Yong Shuai Qinghe Jing Shouqing Yan Jie Guo Zhijiang Wang 《International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials》 2026年第1期347-356,共10页
The electromagnetic wave absorption of silicon carbide nanowires is improved by their uniform and diverse cross-structures.This study introduces a sustainable and high value-added method for synthesizing silicon carbi... The electromagnetic wave absorption of silicon carbide nanowires is improved by their uniform and diverse cross-structures.This study introduces a sustainable and high value-added method for synthesizing silicon carbide nanowires using lignite and waste silicon powder as raw materials through carbothermal reduction.The staggered structure of nanowires promotes the creation of interfacial polarization,impedance matching,and multiple loss mechanisms,leading to enhanced electromagnetic absorption performance.The silicon carbide nanowires demonstrate outstanding electromagnetic absorption capabilities with the minimum reflection loss of-48.09 d B at10.08 GHz and an effective absorption bandwidth(the reflection loss less than-10 d B)ranging from 8.54 to 16.68 GHz with a thickness of 2.17 mm.This research presents an innovative approach for utilizing solid waste in an environmentally friendly manner to produce broadband silicon carbide composite absorbers. 展开更多
关键词 LIGNITE waste silicon powder sic nanowires electromagnetic wave absorption high value-added
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SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料制备技术研究进展 被引量:1
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作者 王衍飞 刘荣军 +2 位作者 张金 杜金平 李端 《材料工程》 北大核心 2025年第4期52-74,共23页
连续碳化硅纤维增强碳化硅(SiC_(f)/SiC)陶瓷基复合材料具有轻质、高强韧、耐高温、抗氧化等优异的综合性能,是在航空涡轮发动机热端部件和新型空天飞行器防热结构等领域具有广泛应用前景的先进材料。本文从SiC_(f)/SiC复合材料的四大... 连续碳化硅纤维增强碳化硅(SiC_(f)/SiC)陶瓷基复合材料具有轻质、高强韧、耐高温、抗氧化等优异的综合性能,是在航空涡轮发动机热端部件和新型空天飞行器防热结构等领域具有广泛应用前景的先进材料。本文从SiC_(f)/SiC复合材料的四大组成单元出发,综述了SiC纤维、界面相、SiC基体和环境障涂层(EBC)制备技术研究进展,并提出了SiC_(f)/SiC复合材料未来发展需要突破的瓶颈问题。目前第三代SiC纤维具有近化学计量的C/Si比,并且具有优异的高温力学性能和耐温性能。界面相的结构和抗氧化性能对SiC_(f)/SiC复合材料在高温有氧环境下的力学性能起着决定性作用,探索与SiC相匹配且具有优异抗氧化性能的新型界面相,并且实现连续均匀制备,是界面相发展的研究重点。SiC_(f)/SiC复合材料常用的制备方法主要有PIP法、CVI法和RMI法,但是单一方法已经无法满足复合材料的性能需求,由此研究者主要开展了CVI-PIP联用工艺制备SiC_(f)/SiC复合材料的工艺参数、微观结构和力学性能等研究。环境障涂层作为防止SiC_(f)/SiC复合材料受到外界环境侵蚀的屏障,在第三代Si/Yb2Si2O7环境障涂层体系基础上,通过补充Si源、自愈合等策略可制备得到高可靠、长寿命的环境障涂层,从而提高SiC_(f)/SiC复合材料构件的服役寿命。为了实现SiC_(f)/SiC复合材料的广泛应用,未来还需要在复合材料结构设计、低成本制造、新型抗氧化界面相开发、抗开裂、抗剥落的新型环境障涂层研制、失效分析与寿命预测等方面开展进一步的研究工作。 展开更多
关键词 sic_(f)/sic复合材料 sic纤维 界面相 EBC涂层 制备工艺
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SiC纤维烧结陶瓷的制备及其性能研究
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作者 李伟 许志明 +3 位作者 苟燕子 尹森虎 余艺平 王松 《无机材料学报》 北大核心 2025年第2期177-183,共7页
SiC纤维烧结陶瓷(Fiber-bonded ceramics,FBCs)是由SiC纤维直接烧结而成的一种新型SiC材料,材料中不存在基体相,其孔隙率小于3%且纤维体积分数超过90%,具有耐高温、高强度、抗氧化与耐辐照等优异性能,是未来航空发动机和先进核能领域的... SiC纤维烧结陶瓷(Fiber-bonded ceramics,FBCs)是由SiC纤维直接烧结而成的一种新型SiC材料,材料中不存在基体相,其孔隙率小于3%且纤维体积分数超过90%,具有耐高温、高强度、抗氧化与耐辐照等优异性能,是未来航空发动机和先进核能领域的重要候选材料。本工作在国内率先开展SiC FBCs的制备以及性能研究,以国产KD-SA型第三代含铝SiC纤维为原料,通过预处理在纤维表面原位构筑石墨(in-situ graphite,iG)层,采用热压烧结工艺直接烧结纤维,制备SiC(Al)FBCs。实验表征了纤维及材料的宏/微观结构,测试了材料的力学与氧化性能。结果表明:通过预处理SiC(Al)纤维,iG/SiC(Al)纤维表面可生成厚度为300~400 nm的碳层,且iG层与纤维结合较好。采用热压烧结工艺制备的iG/SiC(Al)FBCs密度为3.15 g/cm^(3),气孔率仅为0.52%,基体完全致密,纤维发生变形呈六棱柱状,且纤维之间有明显的界面;材料弯曲强度、断裂韧性与断裂功分别为320 MPa、9.5 MPa·m^(1/2)与1169 J·m^(-2);经1500、1600℃空气氧化100 h,材料弯曲强度保留率分别高达86%与72%,且维持伪塑性断裂模式。 展开更多
关键词 sic纤维 sic纤维烧结陶瓷 力学性能 氧化性能
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2.5D C_(f)/SiC复合材料与SiC陶瓷微磨削性能对比试验研究
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作者 巩亚东 李远峰 +1 位作者 温泉 任启震 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期52-60,共9页
为探究2.5D C_(f)/SiC复合材料与SiC陶瓷的微尺度磨削过程,对比2种材料在同一工艺参数下表面显微形貌、表面粗糙度与磨削力的差异,并分析工艺参数变化对磨削性能评价参数的影响;采用直径为0.9 mm的500#电镀金刚石微磨具对2种材料分别进... 为探究2.5D C_(f)/SiC复合材料与SiC陶瓷的微尺度磨削过程,对比2种材料在同一工艺参数下表面显微形貌、表面粗糙度与磨削力的差异,并分析工艺参数变化对磨削性能评价参数的影响;采用直径为0.9 mm的500#电镀金刚石微磨具对2种材料分别进行单因素微磨削试验.结果表明,2.5D C_(f)/SiC复合材料去除过程不同于SiC陶瓷,这是因为复合材料增强纤维的存在,有效抑制了微磨削过程中裂纹的扩展;在同一工艺参数下,2.5D C_(f)/SiC复合材料表面微观形貌较好、缺陷少、表面粗糙度小,而无纤维增强的SiC陶瓷表面微观形貌较差、缺陷多、表面粗糙度大;SiC陶瓷的平均磨削力大于2.5D C_(f)/SiC,并且在微磨削过程中,2.5D C_(f)/SiC的实时磨削力信号较平稳,而SiC陶瓷的实时磨削力信号存在尖刺. 展开更多
关键词 2.5D C_(f)/sic复合材料 sic陶瓷 微磨削过程 表面微观形貌 表面粗糙度 磨削力
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基于SiC导通比例与开关频率协同调控的Si/SiC混合器件综合热管理方法 被引量:1
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作者 韩硕 涂春鸣 +3 位作者 龙柳 肖凡 肖标 郭祺 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第13期5241-5254,I0026,共15页
SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的Si/SiC混合器件(Si/SiC HyS)有效结合了Si IGBT的大载流能力、低成本与SiC MOSFET的高频、低开关损耗优势,突破了单一器件的性能桎梏。然而,非平稳工况下Si/SiC HyS内部结温波动分布不均衡,存在SiC MOSFE... SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的Si/SiC混合器件(Si/SiC HyS)有效结合了Si IGBT的大载流能力、低成本与SiC MOSFET的高频、低开关损耗优势,突破了单一器件的性能桎梏。然而,非平稳工况下Si/SiC HyS内部结温波动分布不均衡,存在SiC MOSFET老化过速的问题。目前,针对Si/SiC HyS的热管理策略研究鲜有报道,而变开关频率作为单一器件中应用最为广泛的结温调节方法,难以调节Si/SiC HyS内部的结温差异,导致Si IGBT热容量利用率较低。考虑到SiC导通比例可利用Si IGBT的结温调节空间来降低SiC MOSFET的热应力,从多层级热管理视角出发,提出一种基于SiC导通比例DSiC与开关频率f协同调控的Si/SiC HyS综合热管理方法。所提热管理方法根据设定的结温波动阈值,对开关频率和SiC导通比例的目标参数域进行全面刻画,并实现f-DSiC参数的最短调节路径规划,最终将SiC MOSFET和Si IGBT结温波动平滑至同一阈值以内。实验结果表明,相较于变开关频率方法,采用所提综合热管理方法的Si/SiC HyS最大结温波动降低了24.31%,且任一负载波动下SiC MOSFET和Si IGBT的结温波动均被平滑至同一阈值以内,显著提高了Si/SiC HyS的整体使用寿命。 展开更多
关键词 Si/sic混合器件 热管理方法 开关频率 sic导通比例 结温波动
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