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TiO_(2)对反应烧结SiC陶瓷性能的影响
1
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 Ti_(3)sic_(2) 游离Si 力学性能 显微结构
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农业废弃物稻壳合成SiC和Si_(3)N_(4)/SiC纳米粉体的研究进展
2
作者 周雨奇 喻吉 +5 位作者 陈洋 吴溢馨 龙思怡 邓承继 丁军 吴锦杨 《粉末冶金材料科学与工程》 2026年第1期24-36,共13页
农业废弃物的资源化利用一直是人们关注的焦点。生物质稻壳作为可再生资源,富含Si和C元素,是一种廉价易得、可持续利用的废弃物资源。为寻求低成本、大规模且绿色可持续的工艺开发和利用稻壳,研究者进行了大量研究。本文首先简要介绍稻... 农业废弃物的资源化利用一直是人们关注的焦点。生物质稻壳作为可再生资源,富含Si和C元素,是一种廉价易得、可持续利用的废弃物资源。为寻求低成本、大规模且绿色可持续的工艺开发和利用稻壳,研究者进行了大量研究。本文首先简要介绍稻壳的成分和结构,再综述传统方法和现有新工艺合成SiC、Si_(3)N_(4)/SiC纳米粉体的反应机理和特点,最后归纳当前稻壳合成SiC和Si_(3)N_(4)/SiC纳米粉体存在的问题,以期为进一步推动开发高品质稻壳基硅化物提供参考。 展开更多
关键词 稻壳 sic纳米粉体 Si_(3)N_(4)/sic纳米复合粉体 合成工艺 反应机理
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原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织及烧结行为的影响
3
作者 程诗淇 冯东 +4 位作者 刘悦 丁国强 茹红强 罗旭东 游杰刚 《材料与冶金学报》 北大核心 2026年第1期53-59,共7页
为了探究原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织演变及烧结行为的影响,以不同纯度的SiC粉体为原料,B4C和C为烧结助剂,利用无压烧结方式制备SiC陶瓷材料,研究不同纯度SiC粉体的烧结行为以及陶瓷材料的显微组织与力学性能.结果表明:提高SiC... 为了探究原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织演变及烧结行为的影响,以不同纯度的SiC粉体为原料,B4C和C为烧结助剂,利用无压烧结方式制备SiC陶瓷材料,研究不同纯度SiC粉体的烧结行为以及陶瓷材料的显微组织与力学性能.结果表明:提高SiC粉体纯度可以降低粉体的烧结活化能并减少烧结过程中气体的排放量,有利于SiC陶瓷材料的烧结致密化;提高SiC粉体纯度可以细化SiC陶瓷材料的晶粒并提高其显微组织的均匀性,当粉体纯度(质量分数,下同)达到98.8%时,SiC陶瓷材料的平均晶粒尺寸为5.2μm,此时,其相对密度为98.50%,抗折强度为(379±36)MPa,断裂韧性为(5.0±0.6)MPa·m1/2,维氏硬度为(26.4±0.6)GPa,与SiC粉体纯度为96.5%的陶瓷材料相比分别对应提高了2%、57.2%、19.0%和16.3%.SiC粉体纯度的提高不仅可以减少材料内部气孔数量,而且可以细化晶粒,这是SiC陶瓷材料力学性能提高的主要原因. 展开更多
关键词 sic粉体纯度 sic陶瓷材料 无压烧结 显微组织
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基于SiC功率器件的新能源汽车电驱动系统效率提升策略
4
作者 刘力 《汽车与新动力》 2026年第1期28-31,共4页
SiC功率器件凭借其优异的电学特性和热学性能,在提升新能源汽车电驱动系统效率方面具有显著优势。为此,依据新能源汽车电驱动系统工作原理,探讨系统效率提升面临的关键技术挑战;从拓扑优化、控制算法改进和散热系统设计等多个维度展开研... SiC功率器件凭借其优异的电学特性和热学性能,在提升新能源汽车电驱动系统效率方面具有显著优势。为此,依据新能源汽车电驱动系统工作原理,探讨系统效率提升面临的关键技术挑战;从拓扑优化、控制算法改进和散热系统设计等多个维度展开研究,提出基于SiC功率器件的系统效率提升策略,以期为提高新能源汽车电驱动系统效率提供理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 新能源汽车 sic功率器件 电驱动系统 效率提升 控制策略
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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
5
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CVD碳源和GSI工艺制备C/C-SiC复合材料过程C-Si反应机理研究
6
作者 龙宪海 赵子剑 刘益林 《湖南文理学院学报(自然科学版)》 2026年第1期44-48,共5页
为探究气相渗硅工艺(GSI)过程中Si蒸气原子与固态C晶体之间的C-Si反应机理,本文设计了C-Si反应实验。采用扫描电镜对样品进行显微形貌观察并结合原子层级透射电镜照片进行分析。结果表明, C-Si反应的过程分为2个阶段。初始阶段,气态Si... 为探究气相渗硅工艺(GSI)过程中Si蒸气原子与固态C晶体之间的C-Si反应机理,本文设计了C-Si反应实验。采用扫描电镜对样品进行显微形貌观察并结合原子层级透射电镜照片进行分析。结果表明, C-Si反应的过程分为2个阶段。初始阶段,气态Si原子撞击到固态碳的表面并被捕获,从而在碳表面迅速形成一层SiC层。第二阶段,碳原子和Si原子在空间上被生成的SiC层隔开,此后的Si碳原子反应(结合)和SiC层的生长均是由Si碳原子经过SiC层的扩散来完成。靠近CVD碳界面处的SiC晶粒相对较小,而远离CVD碳界面处的SiC晶粒逐渐增大。 展开更多
关键词 气相渗硅 CVD碳 C/C-sic复合材料 C-sic界面 反应机理
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激光增材/渗硅复合成形C_(sf)/SiC复合材料的界面性能研究
7
作者 孙策 陈鹏 +10 位作者 钱锦豪 高夏莉 田海洋 杨辰倩 涂溶 章嵩 杨梅君 韩潇 杨丽霞 史玉升 刘凯 《材料工程》 北大核心 2026年第2期101-112,共12页
激光增材/渗硅成形碳纤维增强碳化硅(C_(sf)/SiC)复合材料内部C_(sf)易被熔融Si侵蚀,限制了纤维对基体的强韧化效果。针对上述问题,提出采用水热碳化、浸涂裂解工艺在C_(sf)表面分别包覆热解碳(PyC)与碳化硅(SiC)涂层,制备了C_(sf)/SiC... 激光增材/渗硅成形碳纤维增强碳化硅(C_(sf)/SiC)复合材料内部C_(sf)易被熔融Si侵蚀,限制了纤维对基体的强韧化效果。针对上述问题,提出采用水热碳化、浸涂裂解工艺在C_(sf)表面分别包覆热解碳(PyC)与碳化硅(SiC)涂层,制备了C_(sf)/SiC复合材料,揭示了纤维表面涂层对C_(sf)/SiC复合材料显微组织及力学性能的影响规律。结果表明:SiC涂层可阻碍C_(sf)与熔融Si的直接接触,避免二者在界面处发生溶解-沉淀反应,从而保护C_(sf)。相较于添加C_(sf)和C_(sf)@PyC的C_(sf)/SiC复合材料,添加C_(sf)@SiC的C_(sf)/SiC复合材料内部纤维仍保留较好的原始结构,而前两者内部C_(sf)均出现反应侵蚀现象。由于SiC涂层保护而保留下来的纤维通过裂纹偏转、涂层脱粘、纤维拔出等机制在一定程度上提升了C_(sf)/SiC复合材料的弯曲强度和断裂韧度,相较于添加C_(sf)、C_(sf)@PyC的C_(sf)/SiC复合材料分别提高了7.1%和8.3%,最大达到246.09 MPa和3.28 MPa·m^(1/2)。通过纤维表面涂层优化实现了C_(sf)/SiC复合材料强度与韧性的协同提升,为LPBF/LSI制备高性能C_(sf)/SiC复合材料提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 3D打印 激光粉末床熔融 液态渗硅 C_(sf)/sic复合材料 涂层
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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
8
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
9
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/SiC涡轮外环设计、制备与热冲击考核验证
10
作者 贺正泽 毋凡 +3 位作者 梁成瑜 刘持栋 李龙彪 刘小冲 《复合材料学报》 北大核心 2026年第1期462-475,共14页
涡轮外环是航空发动机典型热端静止件,是陶瓷基复合材料(Ceramic-matrix composites,CMCs)最先实现工程应用的热端部件。针对SiC/SiC涡轮外环纤维预制体设计、氮化硼界面相与SiC基体沉积方法、气膜孔精密加工以及燃气环境热冲击实验方... 涡轮外环是航空发动机典型热端静止件,是陶瓷基复合材料(Ceramic-matrix composites,CMCs)最先实现工程应用的热端部件。针对SiC/SiC涡轮外环纤维预制体设计、氮化硼界面相与SiC基体沉积方法、气膜孔精密加工以及燃气环境热冲击实验方法等开展研究,采用二维纤维预制体及针刺工艺制备SiC涡轮外环纤维预制体,在纤维预制体表面采用化学气相沉积(Chemical vapor infiltration,CVI)工艺沉积氮化硼界面相,采用CVI工艺沉积SiC基体,通过激光微加工技术加工SiC/SiC涡轮外环的气膜孔和表面方槽,加工成型后,分别在1 350、1 400和1 450℃开展高温燃气环境热冲击实验,在实验过程中,采用红外热像仪监测SiC/SiC涡轮外环表面温度,获得温度-时间变化曲线,分析了升温、保温、降温阶段的温度变化率及温度变化导致的损伤模式,试验后对SiC/SiC涡轮外环表面进行扫描电镜细观损伤观察,采用X射线断层扫描(Xray computed tomography,XCT)对其内部损伤进行分析,揭示其在不同温度热冲击环境下的细观损伤机制。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 涡轮外环 sic/sic BN界面相 热冲击
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直接电加热的SiC泡沫乙醇水蒸气催化重整制氢的数值模拟
11
作者 宋旭 鲍泽威 宗文刚 《太阳能学报》 北大核心 2026年第2期768-775,共8页
利用数值模拟方法建立一种直接电加热SiC泡沫催化剂载体的乙醇水蒸气重整制氢反应器模型。基于所建立的数学模型对重整反应器性能进行研究。重点分析入口温度、水醇比、入口流速和电加热功率等因素的影响。以乙醇转化率和反应物的组分... 利用数值模拟方法建立一种直接电加热SiC泡沫催化剂载体的乙醇水蒸气重整制氢反应器模型。基于所建立的数学模型对重整反应器性能进行研究。重点分析入口温度、水醇比、入口流速和电加热功率等因素的影响。以乙醇转化率和反应物的组分浓度作为评价指标。研究结果表明,升高入口温度和电加热功率能为重整反应提供更多热量,从而提高反应温度,促进重整反应进行。当入口温度从873.15 K提高至1073.15 K时,乙醇转化率从95.5%显著提高至98.2%;当电流功率从14 W增至24 W时,乙醇转化率由94.6%升至98.9%。此外,增大水醇比和减小入口流速也可有效提高乙醇转化率。 展开更多
关键词 乙醇 蒸汽重整 数值模型 结构催化剂 sic泡沫 焦耳效应
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SiC_(f)/SiC复合材料纳秒激光烧蚀机理研究
12
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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静电纺丝法制备微纳含硼SiC纤维及其电磁波吸收性能
13
作者 崔婧妍 魏英 +3 位作者 尹洪峰 任小虎 汤云 袁蝴蝶 《复合材料学报》 北大核心 2026年第1期268-280,共13页
目前电磁波污染不仅干扰通信设备且不利于人体健康。此外,国防和信息安全对电磁波吸收材料提出更高要求。然而,制备兼具“薄、轻、宽、强”特性的高效电磁波吸收材料仍有挑战性。本文采用一种简易的方法将硼酸(H_(3)BO_(3))添加到聚乙... 目前电磁波污染不仅干扰通信设备且不利于人体健康。此外,国防和信息安全对电磁波吸收材料提出更高要求。然而,制备兼具“薄、轻、宽、强”特性的高效电磁波吸收材料仍有挑战性。本文采用一种简易的方法将硼酸(H_(3)BO_(3))添加到聚乙烯吡咯烷酮(PVP)-聚碳硅烷(PCS)前驱体溶液中,经静电纺丝结合高温热解制备出含硼SiC纤维。利用FTIR和TG-FTIR分析了含硼SiC纤维制备过程中的物理化学变化;通过SEM、TEM、XRD、Raman、XPS和ICP-MS等检测手段表征了纤维的微观结构和组成。结果表明,纤维中SiC结晶性不佳,多为微晶,且被SiC_(x)O_(y)无定形相包围。引入的少量H_(3)BO_(3)以B-O键形式存在于无定形相中。当前驱体溶液中H_(3)BO_(3)∶PVP∶PCS质量比为3∶10∶20时,所制得的含硼SiC纤维膜在3 mm厚度下的最小反射损耗(RL_(min))达到-60.31 dB,相应的有效吸收带宽(EAB)为7.44 GHz(10.56~18 GHz),完全覆盖Ku波段(12~18 GHz)。含硼SiC纤维中多种异质界面、极性共价键以及纤维形成的三维导电网络的存在,使得电磁波在材料中被多次反射吸收,从而提高了吸收强度和带宽。此种方法制备的含硼SiC纤维在吸波领域具有应用潜力。 展开更多
关键词 微纳含硼sic纤维 H_(3)BO_(3) 电磁波(EMW)吸收 静电纺丝 介电损耗
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3C-SiC晶体制备研究进展
14
作者 徐锦涛 高攀 +5 位作者 何唯一 蒋圣楠 潘秀红 汤美波 陈锟 刘学超 《无机材料学报》 北大核心 2026年第1期1-11,共11页
碳化硅(SiC)作为一种典型的宽禁带半导体材料,在大功率、高频、高温电子器件应用中的重要性日益凸显。近年来,SiC半导体已成为新能源汽车中电驱动模块和充电模块的主要功率器件材料,相比Si基的绝缘栅极双极型晶体管(Insulated Gate Bipo... 碳化硅(SiC)作为一种典型的宽禁带半导体材料,在大功率、高频、高温电子器件应用中的重要性日益凸显。近年来,SiC半导体已成为新能源汽车中电驱动模块和充电模块的主要功率器件材料,相比Si基的绝缘栅极双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistors,IGBTs)少数载流子器件,SiC材料能够以高频器件结构的多数载流子器件(肖特基势垒二极管和金属-氧化物-半导体晶体管(MOSFET))实现高耐压,同时具有低导通电阻、高频的特性。未来,SiC在交通新能源电动航空器及低空经济中的电动垂直起降航空器(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)、增强现实(Augmented Reality,AR)、光伏逆变与轨道交通等领域也将扮演不可或缺的角色。在众多SiC晶型中,3C-SiC具有独特的立方结构,并且有更高的热导率(500 W/(m·K))与沟道迁移率(约300 cm^(2)/(V·s)),展现了显著的应用潜力和研究价值。本文概述了3C-SiC晶体结构特点、基本物理特性、应用优势以及主要生长方法,包括化学气相沉积(CVD)法、持续供料物理气相传输(CF-PVT)法、升华外延(SE)法和顶部籽晶溶液(TSSG)法,综述了以上几种方法制备3C-SiC晶体的研究进展与最新成果,重点分析讨论了气相和液相生长方法的热力学特性与生长机理,并对微观层面的晶体生长过程进行分析总结,展望了3C-SiC晶体的未来发展和应用方向。 展开更多
关键词 宽禁带半导体 3C-sic晶体 晶体生长 微观机理 综述
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籽晶转速对TSSG法生长大尺寸SiC单晶的影响
15
作者 李强 苏奕霖 +1 位作者 梁刚强 刘源 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第2期161-166,共6页
通过调整籽晶转速来优化溶液的流动状态和温度分布,以提高顶部籽晶溶液法(TSSG)生长大尺寸(6英寸)4H-SiC晶体的速度。通过COMSOL软件建立二维轴对称模型,模拟分析了大尺寸SiC晶体生长过程中不同籽晶转速下的流场和温度场分布及其对晶体... 通过调整籽晶转速来优化溶液的流动状态和温度分布,以提高顶部籽晶溶液法(TSSG)生长大尺寸(6英寸)4H-SiC晶体的速度。通过COMSOL软件建立二维轴对称模型,模拟分析了大尺寸SiC晶体生长过程中不同籽晶转速下的流场和温度场分布及其对晶体生长速度的影响。结果表明,随着籽晶旋转的增强,溶液流动方向由“逆时针”转变为“顺时针”,生长界面处温度梯度增大,从而提高了SiC晶体的生长速度。籽晶转速小于15 r/min时,溶液中存在多个扰动涡流,径向温度分布相对不均匀,不利于大尺寸晶体稳定生长;籽晶转速在15~200 r/min区间内,随着籽晶转速的增加,溶液逐渐形成了稳定和强烈的顺时针涡流,保证了碳溶质稳定运输,有利于大尺寸晶体的快速生长。籽晶转速为30 r/min时SiC晶体生长速度较低,表面平整;100 r/min时生长速度提高,但晶体出现严重台阶聚束现象和溶剂夹杂。 展开更多
关键词 顶部籽晶溶液法 sic 流场 温度场 有限元分析
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不同密度2D-C/SiC复合材料的抗氧化性能研究
16
作者 魏俊飞 杨成鹏 贾斐 《材料导报》 北大核心 2026年第4期30-37,共8页
为深究揭示2D-C/SiC复合材料抗氧化性能的影响因素,通过预加载在两种不同密度2D-C/SiC材料中引入基体开裂和界面脱粘损伤,然后进行700℃、900℃和1100℃静态氧化实验和室温剩余拉伸强度实验,研究了密度、细观损伤和温度对材料氧化剩余... 为深究揭示2D-C/SiC复合材料抗氧化性能的影响因素,通过预加载在两种不同密度2D-C/SiC材料中引入基体开裂和界面脱粘损伤,然后进行700℃、900℃和1100℃静态氧化实验和室温剩余拉伸强度实验,研究了密度、细观损伤和温度对材料氧化剩余模量和强度的影响。实验结果显示:经高温氧化后,两种材料均发生了不同程度的软化和弱化现象,纤维拔出长度增加;材料力学性能的衰减与氧化温度以及预加载产生的细观损伤均为正相关;与密度较高的材料A相比,材料B的细观损伤更严重,氧化后的性能下降幅度更大;随着氧化温度的升高,两种材料均发生了断裂模式的转变;密度较低的材料B在900℃氧化后力学性能衰减最严重,拉伸强度和模量损失率分别高达59.5%和29.8%。材料残余性能与纤维拔出长度的关联性表明,含有细观损伤的2D-C/SiC复合材料在高温氧化性环境中服役时,界面弱化是一个非常严重的问题。最后,基于物理-化学机制的氧化剩余拉伸强度模型,分析表征了两种2D-C/SiC材料的剩余拉伸强度性能,揭示了材料的氧化损伤细观关键因素,实现了氧化剩余拉伸强度的有效预测。 展开更多
关键词 2D-C/sic复合材料 预加载 氧化 界面损伤 残余性能 强度预测
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镱铝硅酸盐玻璃和SiC改性h-BN基复合材料的制备与性能研究
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作者 张永恒 陈继新 《无机材料学报》 北大核心 2026年第1期37-44,共8页
六方氮化硼(h-BN)陶瓷在工业领域具有重要地位,但由于其特殊的层状结构,h-BN的强度和硬度相对较低,限制了其应用。本研究同时引入镱铝硅酸盐(YbAS)玻璃和硬质颗粒SiC作为增强相,通过原位反应热压烧结的方法制备了一系列h-BN/YbAS/SiC复... 六方氮化硼(h-BN)陶瓷在工业领域具有重要地位,但由于其特殊的层状结构,h-BN的强度和硬度相对较低,限制了其应用。本研究同时引入镱铝硅酸盐(YbAS)玻璃和硬质颗粒SiC作为增强相,通过原位反应热压烧结的方法制备了一系列h-BN/YbAS/SiC复合材料,其中YbAS玻璃含量固定为30%(体积分数),在此基础上研究了SiC含量对复合材料性能的影响。研究表明,YbAS玻璃和SiC协同作用能够显著提升h-BN基复合材料的强度和韧性。当SiC体积分数为30%时,复合材料的室温力学性能达到最佳,其弯曲强度、压缩强度、断裂韧性、维氏硬度和弹性模量分别为(462±5)MPa、(1465±58)MPa、(5.5±0.3)MPa·m^(1/2)、(4.7±0.3)GPa和140 GPa。其强化机制在于:当SiC含量达到一定比例后,其在复合材料中起到支撑作用,能够有效承担外部载荷,从而增强复合材料。同时,SiC在烧结过程中可以有效抑制h-BN晶粒长大,实现细晶强化。此外,复合材料具有良好的高温力学性能和较低的热导率,其热膨胀系数与h-BN的结构和YbAS玻璃的转变温度有关。本研究为h-BN陶瓷材料的强韧化提供了一种有效途径。 展开更多
关键词 h-BN基复合材料 YbAS玻璃 sic 力学性能 热学性能
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一种SiC/Si混合五电平逆变器及其优化调制策略
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作者 莫文逸 张犁 邹宇航 《电源学报》 北大核心 2026年第1期40-50,共11页
提出了1种SiC/Si混合五电平逆变器拓扑及其优化调制策略,所提拓扑由4支SiC MOSFET和4支Si IGBT组成,通过直流侧分裂电容构成五电平结构;所提调制策略中所有高频开关损耗由4支SiC MOSFET承担,4支Si IGBT仅承担通态损耗与部分结电容充放... 提出了1种SiC/Si混合五电平逆变器拓扑及其优化调制策略,所提拓扑由4支SiC MOSFET和4支Si IGBT组成,通过直流侧分裂电容构成五电平结构;所提调制策略中所有高频开关损耗由4支SiC MOSFET承担,4支Si IGBT仅承担通态损耗与部分结电容充放电损耗。损耗建模分析表明,所提SiC/Si混合调制策略能够优化器件损耗分布,充分发挥SiC MOSFET的低开关损耗优势与Si IGBT在大电流条件下的低通态损耗优势。相比于全-Si方案,所提SiC/Si混合方案在大幅提高变换效率的同时仅少量增加硬件成本;相比于全-SiC方案,所提SiC/Si混合方案在实现相近效率性能的同时大幅降低硬件成本,且SiC/Si混合方案在重载工况下的效率优于全-SiC方案。最后,搭建4 kW SiC/Si混合五电平逆变器实验平台,验证所提SiC/Si混合五电平逆变器拓扑及其优化调制策略的可行性与有效性。 展开更多
关键词 五电平逆变器 sic/Si混合 脉宽调制 损耗分析 效率
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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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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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