锆在制备聚碳硅烷衍生陶瓷中的应用

锆在制备聚碳硅烷衍生陶瓷中的应用

一、Application of zirconium in preparation of polycarbosilane derived ceramics(论文文献综述)

李恩重,郭伟玲,徐滨士,刘军,于鹤龙[1](2021)在《填料增强先驱体转化法制备陶瓷涂层的研究进展》文中指出先驱体转化陶瓷法是一种原位制备陶瓷涂层的新型方法。在先驱体转化陶瓷法制备陶瓷涂层时,选择陶瓷产率较高的先驱体和添加填料是降低陶瓷涂层气孔率和收缩率的重要途径。填料在先驱体转化陶瓷法制备陶瓷涂层中起着重要作用,通过添加填料,可进一步提高陶瓷涂层的性能并扩展其功能特性。填料主要包括惰性填料、活性填料、熔融型填料和牺牲型填料4种。对比了4种填料的类型和特点,介绍了填料增强陶瓷涂层的作用机制和选取原则,综述了填料增强先驱体转化陶瓷法制备陶瓷涂层的研究现状。在裂解过程中,惰性填料的质量和体积均保持不变,可加入较高体积分数的惰性填料制备厚涂层;活性填料可与先驱体、裂解产生的小分子气体、保护气氛等反应,实现陶瓷涂层的近净成形;熔融型填料熔融后,填充到涂层空隙中,可提高涂层的致密化程度,消除基体和陶瓷涂层以及填料和先驱体之间由于热膨胀系数不匹配产生的应力;牺牲型填料分解后,形成孔状涂层,可控制陶瓷涂层中的应力,降低陶瓷涂层的有效弹性模量,增强陶瓷涂层的应变强度。针对陶瓷涂层的服役工况,选择合适的填料类型,确定填料的临界体积分数,揭示填料对陶瓷涂层组成、晶界结构、涂层致密化、裂纹缺陷及裂解反应过程的影响规律,研发新型裂解技术和工艺以控制先驱体转化为陶瓷涂层过程中产生的应力,是后续研究中需要重点关注的问题。

周园[2](2021)在《高含量碳纤维增韧HfB2基复合材料的制备与性能研究》文中提出

汪梦宇[3](2021)在《Cf/SiBCN(Zr)复合材料的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理

唐杰,杨勇,黄政仁[4](2021)在《碳化硅陶瓷浆料基3D打印研究进展》文中进行了进一步梳理碳化硅陶瓷由于具有优异的热学、力学、化学性质,被广泛应用于国民生产生活中。然而,传统的成型方法存在精度低、难以制备复杂形状等问题,已不能满足制造业的需要。增材制造为此提供了新的发展方向。本文综述了目前以浆料形式3D打印SiC陶瓷材料的进展,对比了DIW、SLA、DLP、TPP技术在制造碳化硅陶瓷材料方面的优缺点,为选择制备方法提供了参考;还综述了四种方法制备过程中存在的问题,并为此总结了一些解决方案。

周光友[5](2021)在《高闭孔率泡沫陶瓷的设计、制备和性能研究》文中指出泡沫陶瓷是一种具有隔热、保温、隔音、防腐等优点的轻质结构材料,广泛用于航空、航天、化工、冶金、生物、医药、建筑等领域。目前,多数研究制备的泡沫陶瓷为开孔型,关于闭孔型泡沫陶瓷的系统研究较少。近几年,科技发展使得很多专业领域对结构材料提出了功能性要求。泡沫陶瓷作为一种重要的轻质结构材料,在其原有性能的基础上,赋予其防水、防潮甚至是特殊的电磁特性,成为当下的研究热门。相比于开孔泡沫陶瓷,闭孔泡沫陶瓷由于在具有更优的隔热、保温、隔音效果的同时,还有优异的防水和防潮性能,而备受瞩目。现有工艺制备的闭孔泡沫陶瓷普遍存在开孔率高、闭孔率不高、烧结温度高等问题。为了提高闭孔泡沫陶瓷的综合性能,降低其制造成本,满足批量化生产的要求,本文分别以氮化硅和碳酸钙作发泡剂,探索采用不同的发泡体系制备具有高闭孔率的泡沫陶瓷,并结合当下研究热点,尝试通过优化原料成分和改进烧结工艺,赋予闭孔泡沫陶瓷电磁吸波性能。(1)在前期研究中,以氮化硅作为发泡剂,以碳酸钙和滑石粉作为性能改良剂,采用1200℃高温发泡法,制得闭孔率高达85%、抗压强度为6.9MPa的石英质闭孔泡沫陶瓷,并揭示了该闭孔泡沫陶瓷的发泡机理。在该研究的基础上,通过向原料中加入适量的四硼酸钠,并协同调节烧结温度和烧结时间,可在一定程度上提高该闭孔泡沫陶瓷的综合性能,并降低烧结温度。研究结果表明:改变原料中四硼酸钠的含量、烧结温度和烧结时间,对发泡气体的生成量和熔融基体的粘度均有影响,从而影响泡沫陶瓷的发泡性能;由含12wt%四硼酸钠的坯体在1250℃烧结1h制得的泡沫陶瓷,闭孔率为88%,密度为0.330.34g/cm3,抗压强度为4.84.9MPa;由含3wt%四硼酸钠的坯体在1200℃烧结2h制得的泡沫陶瓷,闭孔率为88%,密度为0.31g/cm3,抗压强度为6.0MPa;由含56wt%四硼酸钠的坯体在1150℃烧结3h制得的泡沫陶瓷,闭孔率为89%,密度为0.32g/cm3,抗压强度为6.2MPa。(2)通过向原料中加入碳化硅,研究了碳化硅含量对泡沫陶瓷的发泡性能和电磁吸波性能的影响。结果表明:在高温烧结时,坯体中的碳化硅会由外向内发生氧化,最终在泡沫陶瓷中形成连续渐变的碳化硅分布;由碳化硅含量为3wt%的坯体烧制的泡沫陶瓷具有最佳的综合性能,其密度为0.48 g/cm3,抗压强度9.6 MPa,总孔率为82%,闭孔率为80%,具有良好的保温和防水性能。该泡沫陶瓷还具有优异的电磁吸波性能,在8.018.0GHz的平均反射率为-11.9 d B,在12.7GHz的反射率达到最低值-14.6 d B。更重要的是,该泡沫陶瓷具有优异的高温稳定性,在空气中1000℃热处理20h后,其在8.018.0 GHz的平均反射率仍可达到-11.3d B。(3)以石英作为主体材料,以碳酸钙作为发泡剂,以钾长石、钠长石、氧化锌和锂辉石作为性能改良剂,以四硼酸钠作为助熔剂,在900℃以下空气中烧结0.5h制得了具有高闭孔率的泡沫陶瓷。该泡沫陶瓷的发泡机理是:在高温时,坯体的基体呈熔融态且具有合适的粘度和良好连续性,由碳酸钙分解生成的二氧化碳在基体内大量聚集。研究结果表明:原料配比、升温速率和烧结温度是影响该泡沫陶瓷发泡性能的三个关键因素,其中升温速率尤为重要;在快速升温时,坯体的表面会快速熔融形成具有合适粘度和良好连续性的整体,随着时间的增加,坯体的基体由外向内逐渐变成熔融态,随着坯体内部温度的升高,坯体内由碳酸钙逐渐分解生成的二氧化碳先被坯体表面的熔融基体密封,随后被坯体内更多新形成的熔融基体密封。采用快速升温法,并协调好原料配比和烧结温度可以制得发泡性能优异的闭孔泡沫陶瓷。其中,由碳酸钙含量为1020wt%、四硼酸钠含量为40wt%的坯体,在750800℃烧制的泡沫陶瓷,总孔率为8082%、闭孔率为7678%、抗压强度大于2MPa。本文的研究表明,以氮化硅和碳酸钙作为发泡剂,通过搭配合适的原料配比,选用合理的烧结工艺,能够制得性能优异的高闭孔率泡沫陶瓷。泡沫陶瓷的烧结温度必须高于发泡剂的起泡温度。在以氮化硅作为发泡剂时,受氮化硅起泡温度的限制,泡沫陶瓷的烧结温度必然较高,其中在11501250℃范围的发泡性能最佳。在以碳酸钙作为发泡剂时,由于碳酸钙的起泡温度较低,泡沫陶瓷的烧结温度可以低至750℃。另外,通过协调原料配比和烧结工艺,可以在泡沫陶瓷原有性能不降低或降低很小的情况下,赋予其更多的性能。本研究为高闭孔率泡沫陶瓷的设计、制备和应用提供了借鉴。

王姗[6](2021)在《SiCN基复合陶瓷的电磁波吸收性能研究》文中提出在科技飞速发展的新时代,无线通信设备广泛应用于人类生产生活的方方面面。它不仅给人类带来了极大的舒适和方便,也给人类带来了不可避免的问题,如电磁波污染。针对这一问题,世界各国的研究人员对电磁波波吸收材料进行了广泛的研究,以期获得厚度薄、重量轻、反射损耗(RL)低、有效吸收带(EAB)宽的优良电磁波吸收材料。通过聚合物衍生法制备陶瓷具有操作简单,环境友好等特点,因为它无需经过制粉、造粒、成型等工序,可直接将有机高分子热解得到陶瓷材料。利用聚合物衍生法制备出的SiCN基陶瓷因其重量轻、耐高温、热稳定性好、抗氧化能力强,介电性能优良等突出特点,在耐高温微波吸收材料领域引起了研究者的广泛关注。但目前SiCN陶瓷还存在电磁波吸收率低、有效吸收带宽较窄等问题,本论文通过向SiCN陶瓷中引入磁性粒子和导电材料等方法,制备了具有优良电磁波吸收性能的系列复合材料,并对它们的电磁波吸收机理进行了研究。本研究制备SiCN基复合陶瓷时采用的方法均为聚合物衍生法,研究的具体结果如下:(1)以SiCN陶瓷为基体,钴纳米粒子为复合磁性相,制备了含磁性粒子的聚合物衍生SiCN基复合陶瓷。研究了不同钴加入量及热解温度对SiCN基复合陶瓷相组成、电磁参数和电磁波吸收性能的影响。结果表明,钴粒子能与碳反应生成磁性的Co3C颗粒。SiCN陶瓷良好的介电性能与磁性粒子的磁性能相匹配,使材料具有优良的微波吸收性能。当加入量为2wt%,热解温度为900℃时,样品的电磁波吸收性能最好:在样品厚度为3 mm的条件下,RL于15GHz时具有最小值-10.9 dB,有效吸收带宽(RL<-10 dB)为3.3 GHz。当厚度变为6 mm时,样品的最小RL可达到-11.8 dB,有效吸收带宽为4.2 GHz。(2)将碳纳米管(CNTs)分散到SiCN陶瓷基体中,制备了介电损耗性能优良的SiCN(CNTs)复合陶瓷。对不同热解温度下得到的SiCN(CNTs)复合陶瓷的相组成、微观结构、化学成分、电磁参数和电磁波吸收性能进行了分析。结果表明,当热解温度为1100℃时,厚度为4.4 mm的样品在18 GHz下具有最低RL值,为-38.40 dB,有效吸收带宽度为1.3 GHz。厚度为4.7mm的样品获得了更宽的有效吸收带宽,为2.16GHz。与纯SiCN陶瓷相比,SiCN(CNTs)具有更强的电磁波吸收性能。(3)在SiCN(C)陶瓷的基础上,为协调SiCN(C)陶瓷的电磁特征,进一步拓宽SiCN(C)陶瓷的有效吸收带宽,我们将不同种磁性粒子(Fe、Co、Ni)引入其中,设计了磁性粒子/SiCN(CNFs)复合陶瓷。研究发现,相比于SiCN(CNTs)陶瓷,磁性粒子/SiCN(CNFs)复合陶瓷的带宽得到了进一步改善。当厚度为4 mm时,Fe/SiCN(CNFs)的最小RL值可达-15.7 dB,有效吸收带宽为1.5 GHz,Co/SiCN(CNFs)的最小RL达到-15.6 dB,有效吸收带宽为1.84GHz。更薄的厚度和更宽的有效吸收带宽可在Ni/SiCN(CNFs)中获得:当其厚度为1.4mm时,最小RL值达到-13.9dB,有效吸收带宽达到2.08GHz。分析得知复合材料优异的微波吸收性能是由于导电损耗,界面极化,偶极子极化,自然共振和多重反射共同作用的结果。本研究所制备的SiCN(CNTs)复合陶瓷及磁性SiCN基复合陶瓷,不仅具有质量轻,耐高温性能好等特点,而且具有优异的电磁波吸收性能,在耐高温电磁波吸收材料领域有着广阔的应用前景。

冯玉润[7](2021)在《聚合物转化SiCN(O)基陶瓷吸波性能及机理研究》文中提出聚合物转化陶瓷(Ploymer-Derived Ceramics,PDCs)具有密度低、抗氧化性好、高温介电性能优良等优点,被认为是可实现高温应用的新型结构功能化电磁波(Electromagnetic Wave,EMW)吸收材料。PDCs基吸波材料的主要局限性在于材料的吸波性差、吸波基体与吸收剂的阻抗匹配差以及材料成型难、结构单一不利于实际应用等。因此,针对当前PDCs基吸波材料在吸波性能和制备技术等方面存在的不足,本论文利用PDCs可低温陶瓷化特点,通过对材料微观组分优化及宏观三维结构设计,创新地制备了具有优异吸波性能的复杂结构PDCs基吸波材料。所制备的结构与隐身功能一体化的PDCs材料,在未来电磁波吸收材料领域具有重要的潜在应用价值。本论文以聚硅氧烷(Polysiloxane,PSO)、聚硅氮烷(Polysilazane,PSZ)为聚合物前驱体,通过引入磁性填料,对聚合物前驱体进行功能改性等处理,发挥磁电协同效应,制备复合型吸波材料。利用多种工艺制备不同结构形式的PDCs,包括聚合物转化法直接制备陶瓷、静电纺丝法制备一维纤维材料以及增材制造法打印制备三维陶瓷材料,获得了满足复杂结构要求和电磁波吸收性能优异的新型聚合物转化陶瓷基吸波材料。主要研究内容及结论如下:(1)采用聚合物转化法,制备了 PDCs-SiCN陶瓷,研究了聚合物陶瓷转化过程的结构组成及介电性能,通过引入碳系材料及纳米Fe对PDCs-SiCN陶瓷的电磁性能进行优化。结果表明,PSZ聚合物前驱体在800℃基本完成了由聚合物到陶瓷的转化,其在1400℃以下均呈现典型的非晶结构,表现出良好的热稳定性。在1100℃制备的SiCN陶瓷样品,其介电损耗角正切达到1.15左右,在15.5~16.2 GHz,材料的反射损耗低于-10dB,最小反射损耗(Minimumreflection loss,RLmin)为-19dB,证明其在吸波领域的发展潜力。在SiCN陶瓷中引入碳系材料制得C/SiCN陶瓷,其电磁波吸收性能显着提高。其中,SiCN-MLG和SiCN-CNT在厚度3 mm时RLmin分别为-54dB和-48dB。此外,引入适量纳米Fe粉可以改善Fe/C/SiCN陶瓷的阻抗匹配性能,发挥电磁协同损耗作用,从而显着提高电磁波吸收性能。结果表明,加入9 wt%纳米Fe粉的Fe/C/SiCN-9样品,在纳米Fe的催化作用下,原位生成了适量的碳纳米管,实现了介电和磁性能协同作用,有效调节了材料的阻抗匹配,增强其吸波性能,其有效吸波频段(Effective absorption frequency band,EAB)和 RLmin 分别为 3.03 GHz 和-31.06 dB。(2)通过聚合物转化法与静电纺丝工艺相结合,成功制备了 SiCN(Fe)纤维,研究了纤维微观结构、物相组成、吸波性能及机理。结果表明,SiCN纤维具有基于Si-C-N网络的非晶结构,随着热解温度升高,纤维内部产生非晶SiOCxNy、无定型碳、SiC和Si3N4等,并逐渐向结晶态转变。纤维的特殊一维结构以及热解后纳米相的生成,极大增加了材料内部的界面极化和偶极极化。同时纳米相在外加磁场作用下,会形成载流子导电通道,增加电导损耗,可有效提高SiCN纤维的介电性能。特别是对于在1100℃制备的SiCN纤维,具有优异的电磁波吸收性能,在厚度仅为1.08mm时,其有效吸波频带为3.17GHz(11.95~15.12GHz),RLmin为-13.43 dB。以乙酰丙酮铁为磁性前驱体对SiCN纤维进行功能化改性,制备了不同Fe含量的SiCN(Fe)陶瓷纤维。结果表明高温下原位生成的Fe3Si和CNTs有效地改善了 SiCN(Fe)纤维的介电性能、磁性能和阻抗匹配性能。SiCN(Fe)陶瓷纤维的电磁吸波性能主要由偶极极化损耗、界面极化损耗和涡流损耗、磁共振损耗引起。SiCN(Fe)陶瓷纤维具有优异的电磁波吸收性能,当乙酰丙酮铁加入量为1 wt%,所制备纤维在厚度仅为1.38mm时,其RLmin值可达-47.64dB;加入量为1.5 wt%的样品,其EAB可达4.28 GHz(13.72~18 GHz)。(3)基于增材制造技术,采用数字光固化法(Digital Light Printing,DLP)打印制备了 DLP-SiOC陶瓷,研究其微观结构、物相组成及吸波性能。结果表明,DLP-SiOC陶瓷作为具有特殊结构的新型电磁波吸收材料,表现出良好的介电性能。设计打印了两种多孔结构(支架结构和螺旋二十四面体结构)DLP-SiOC陶瓷,实现了形状可调、厚度可控的复杂结构,获得了结构功能一体化的新型吸波材料。热解后的DLP-SiOC陶瓷中存在涡轮层碳、石墨和β-SiC团簇,增加了材料内部弛豫界面极化和偶极极化,使其具有优良的电磁波吸收性能。其中,1200℃热解制备的样品,其EAB和RLmin分别为4.9GHz(厚度为1.58mm)和-23.5 dB;1300℃制备的样品,其EAB和RLmin分别为2.1 GHz(厚度为1.08 mm)和-52 dB。(4)采用数字光固化技术,成功打印制备了具有金刚石结构DLP-SiCN(Fe)陶瓷材料,并研究其结构组成及吸波性能。结果表明,DLP-SiCN陶瓷具有良好的结构和吸波性能,在厚度为1.51 mm,EAB可达4.82 GHz(13.18~18 GHz)。通过引入二茂铁对聚合物前驱体改性,利用其热解过程中催化产生的大量涡轮碳、石墨以及SiC相等纳米相,增加了材料的偶极极化和界面极化,显着提高了材料的吸波性能。加入0.5wt%二茂铁的DLP-SiCN(Fe)陶瓷,其在厚度仅为1.30mm时,有效吸波频带达到4.57 GHz,在厚度2.22 mm时最小反射损耗RLmin为-61.34 dB。此外,所打印的材料结构稳定,能够实现新型吸波材料的结构功能一体化。

王毕杰[8](2021)在《双组份SiBCN(O)陶瓷先驱体的制备及其性能研究》文中认为先驱体转化法制备陶瓷是依据高分子聚合物易交联的结构特点,来设计、改变和优化陶瓷的组成成分和网络结构,从而制备出理化性质更优的新型陶瓷。相比传统制陶方法,该制陶工艺具有加工简单、分子结构可控、制备环境的条件要求较低等优点,而被广泛应用于先进陶瓷材料的制备。在众多的碳化硅陶瓷材料中,含硼碳化硅陶瓷既具有良好的热氧稳定性和化学稳定性等优点,成为当前陶瓷领域的研究热点,也存在部分陶瓷先驱体制备条件苛刻的缺陷,如制备SiBCN陶瓷先驱体时需无水无氧环境,而制备SiBCN(O)陶瓷先驱体时反应条件相对宽松。因此,探寻制备条件温和、性能优良的含硼碳化硅陶瓷,更具有研究价值。本论文的研究内容和结果如下:1.本文以硼烷二甲基硫醚和1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基二硅氮烷为原料,通过硼氢化反应,合成了具有多个乙烯基官能团的硼掺杂硅氮烷化合物BSZ12,其多乙烯基官能团可与Si-H发生多位点交联作用,故本文以BSZ12为交联剂,对全氢聚硅氮烷进行交联,制备聚硅硼氮烷树脂(CPBCS),并考察了交联剂的用量对聚硅硼氮烷树脂性能的影响。2.结构表征:用FT-IR、11B-NMR测试了BSZ12的结构,其FT-IR光谱显示在1092cm-1处出现了B-C典型伸缩振动特征峰,表明了硼氢化加成反应的进行;其11B-NMR显示在在2 ppm处出现了B-N键典型特征峰,表明了反应是以脱氢缩合的方式进行,证明了BSZ12为多烯基的含硼混合物;用FT-IR、MCC和TG测试了CPBCS的结构,其FT-IR光谱显示在2145cm-1处出现了Si-H典型伸缩振动特征峰,而在3058cm-1处C=C振动特征峰消失,表明了硅氢化反应的进行,同时在1035cm-1处出现了Si-O-Si振动特征峰,表明了不仅发生了Si-H,还发生了氧交联反应,证明CPBCS的结构与设计的一致;同时,MCC显示其热释放速率仅为48.3 W/g,表明了其有良好的阻燃性能,TG显示其在空气和氩气中于1000℃的残碳率分别可达77%和71%以上,说明其具有良好的热稳定性。3.通过烧结CPBCSs制备了SiBCN(O)陶瓷,重点考察分析其裂解时的无机化转变过程。用FTIR和TG-MS测试SiBCN(O)的结构,FTIR显示其有机基团的吸收峰消失,TG-MS测试中产生气体的信号,表明了其在无机化过程中主要经历了两个分解阶段。XRD测试显示其在1000℃高温下裂解时由原来的无定型结构开始出现结晶,在1400℃时开始出现β-Si C结晶,在温度升高至1800℃时会发生碳热还原反应,同时伴有晶型转变生成α-Si C结晶,证明了硼原子的引入可以成功抑制陶瓷的结晶,使其结晶温度显着提高;TG测试显示不同硼含量的陶瓷在1600℃的氩气和空气气氛下分别均95.7%和99.2%以上的残碳率,证明了材料在可调控元素含量外具有良好的热氧稳定性,故其在耐高温陶瓷材料方面的应用前景良好。

陈冠震[9](2021)在《酚醛基碳/Fe3O4复合材料的制备及其吸波性能研究》文中认为现如今,大量电子设备的使用丰富了人们的日常生活,但其带来的电磁污染问题也亟待解决,吸收电磁波就是解决电磁干扰的有效手段之一。另外,随着雷达探测技术的发展,对军事武器的生存和隐身能力也提出了更高要求。传统吸波材料存在的损耗机制单一、密度大以及衰减能力较弱等缺陷限制了其发展,有效的解决途径是材料微观结构的合理设计与制备具有多种损耗机制材料的复合吸波材料,以满足“低密度、宽频、强吸收、电磁匹配”的目标。另外,中空结构中内嵌的空气有利于改善阻抗匹配特性,存在的空腔有利于增加电磁波的反射,延长电磁波传播路径,增加损耗能力。酚醛树脂残碳率适中,制备条件温和可控。因此本文构筑了一系列酚醛基中空碳和小尺寸磁性纳米材料的复合体系,研究了材料的结构以及组分对其吸波性能的影响。主要内容为:1.采用改良的St?ber法和溶剂热法制备了一种以碗状碳为核,磁性Fe3O4纳米片为壳构成的具有中空双壳结构的鸟巢型C@Fe3O4复合材料。通过调控前驱体的添加量可以得到不同壳层厚度的复合结构,进而调节其电磁参数和微波吸收性能。结果表明,前驱体添加量为500 mg时,20 wt%的填充量下,当匹配厚度为2.23 mm时最大有效吸波频宽为6.1 GHz,当厚度为2.45 mm时,有着-80 d B的超强吸收,更重要的是,厚度为3.1 mm时可以实现整个X波段吸收,相比于纯碳和纯Fe3O4吸波能力显着增强。其优异的微波吸收能力主要归因于多重界面的存在导致界面极化的增强,中空及碗状结构凹槽的存在增加了电磁波的散射和反射,提高了材料的介电损耗能力,以及片状的磁性Fe3O4不仅对涡流效应的抑制实现了阻抗匹配的改善,而且丰富了电磁波损耗机制。2.采用硬模板法和溶剂热法制备了一种以中空碳作为壳层,磁性Fe3O4量子点(MQDs)散布在壳层外壁及内壁的具有中空结构的C/MQDs复合材料,通过调控硝酸铁的添加量来控制碳壳表面量子点的数量,从而调节其电磁参数和吸波性能。结果表明,当硝酸铁的添加量为200 mg时,15 wt%的低填充量下,匹配厚度为2.55 mm时,材料具有7.06 GHz的有效吸收带宽,而在厚度为2.35 mm处,具有-43 d B的吸收强度。另外,材料在3.3 mm处的有效吸收带宽(5.02 GHz)可以覆盖整个X波段。优异的性能可归因于磁性量子点中大量悬空键以及无定形碳中缺陷的存在,导致偶极极化的增强,小尺寸效应对涡流效应的抑制以及对磁损耗机制的贡献。另外,中空结构增加了电磁波的传播路径,提高了电磁波耗散能力。这为新型的复合吸波材料的设计提供了新方向。

张露莎[10](2021)在《耐高温SiBNC陶瓷气凝胶的制备及其吸波性能研究》文中研究指明随着数据传输、雷达等军事探测手段的飞速发展,新型航空航天飞行器等武器装备对材料的结构和性能提出了更高的要求,除具有电磁吸波性能的“隐身技术”之外还要求材料具有耐高温/耐腐蚀/抗氧化等性能。聚合物转化陶瓷(Polymer-derived ceramics,PDCs)因其独特的分子可设计性、优异的加工性能以及卓越的高温稳定性和耐腐蚀抗氧化性能等特点受到了广泛关注。目前PDCs在吸波领域的研究多为块体致密陶瓷或陶瓷纤维等,关于PDCs气凝胶的制备及吸波性能研究较少。本文从聚合物前驱体的分子设计出发,设计制备出一种含有较高陶瓷得率的SiBNC陶瓷前驱体,结合冷冻干燥、高温裂解等方法制备了聚合物前驱体陶瓷气凝胶(PDCAs),并探究了合成制备过程中的工艺参数对气凝胶结构和性能的影响,研究了不同制备条件下获得的SiBNC气凝胶的吸波性能,探究了气凝胶组成-结构-吸波性能之间的构效关系。具体研究内容与结果如下:(1)SiBNC陶瓷前驱体的合成与调控:以三氯硅烷、三氯化硼和六甲基二硅氮烷为原料,通过“一步法”的共缩聚反应,合成了具有Si、B、C、N目标元素、含有Si-H、N-H等活性基团、具有良好空气稳定性和交联稳定结构的聚合物陶瓷前驱体聚硼硅氮烷(PBSZ),研究了不同聚合温度下前驱体制备过程的中间产物的化学结构,确定了最终聚合温度。(2)SiBNC陶瓷气凝胶的制备:以合成的PBSZ前驱体为原料,二乙烯基苯为交联剂,环己烷为溶剂,在含Karstedt催化剂的高稀释溶液中经硅氢加成反应形成凝胶,后经冷冻干燥、高温裂解制备了具有轻质(0.38 g/cm3)、高比表面积(121.43 m2/g)、孔径分布宽(3~140nm)的三维网络结构多孔SiBNC陶瓷气凝胶,探究了不同溶剂分数、热解温度、热解速率等工艺参数对气凝胶结构的影响,实现对SiBNC陶瓷气凝胶结构的调控,研究发现,当溶剂分数为90%,热解速率为5 oC/min,最高热解温度为1000oC时,气凝胶孔隙结构较均匀。(3)SiBNC陶瓷气凝胶的吸波性能研究:通过研究不同工艺参数对SiBNC陶瓷气凝胶介电和吸波性能的影响,探究气凝胶组成和结构以及石蜡比例与吸波性能的关系,当溶剂分数为90%,热解温度为1000oC,样品测试厚度为3.0 mm时,SiBNC与石蜡比例为1/1时的最小RL值可达到-36.40 d B@11.97 GHz。通过聚合物前驱体转化法制备的SiBNC陶瓷气凝胶能在1400oC下保持非晶态,结构中包含游离碳和碳悬键等缺陷,主要对吸波性能做出贡献。此外陶瓷气凝胶独特的三维网络结构有利于电磁波传播路径的延长,使得电磁波在气凝胶材料中发生多次反射、散射,提高吸波性能。

二、Application of zirconium in preparation of polycarbosilane derived ceramics(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Application of zirconium in preparation of polycarbosilane derived ceramics(论文提纲范文)

(4)碳化硅陶瓷浆料基3D打印研究进展(论文提纲范文)

0 引言
1 浆料基SiC陶瓷打印技术
    1.1 直写成型(DIW)
    2.2 SLA技术
    2.3 DLP技术
    2.4 TPP技术
3 结语与展望

(5)高闭孔率泡沫陶瓷的设计、制备和性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 泡沫陶瓷的发展
        1.1.1 国外泡沫陶瓷的发展
        1.1.2 国内泡沫陶瓷的发展
    1.2 泡沫陶瓷的制备工艺
        1.2.1 直接发泡法
        1.2.2 添加造孔剂法
        1.2.3 有机前驱体浸渍法
        1.2.4 凝胶注模法
        1.2.5 高温发泡法
    1.3 闭孔泡沫陶瓷
    1.4 泡沫陶瓷的研究展望和本文的选题依据
        1.4.1 泡沫陶瓷的研究展望
        1.4.2 选题依据
    1.5 主要研究内容
2 实验
    2.1 实验原料与仪器设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 仪器设备
    2.2 实验过程
        2.2.1 以氮化硅作为发泡剂制备泡沫陶瓷
        2.2.2 闭孔泡沫陶瓷的电磁吸波性能优化
        2.2.3 以碳酸钙作发泡剂制备泡沫陶瓷
    2.3 结构表征与性能测试
3 氮化硅发泡体系的泡沫陶瓷性能优化
    3.1 实验过程
    3.2 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 不同工艺对闭孔泡沫陶瓷体积变化和孔隙率的影响
        3.3.2 不同工艺对闭孔泡沫陶瓷抗压强度的影响
        3.3.3 闭孔泡沫陶瓷的宏观表征
    3.4 本章小结
4 闭孔泡沫陶瓷的电磁吸波性能优化
    4.1 实验过程
    4.2 测试与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 碳化硅含量对闭孔泡沫陶瓷性能的影响
        4.3.2 碳化硅梯度分布机理分析
        4.3.3 闭孔泡沫陶瓷的吸波性能
    4.4 本章小结
5 以碳酸钙作为发泡剂制备高闭孔率泡沫陶瓷
    5.1 实验过程
    5.2 测试与表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 缓慢升温法制备闭孔泡沫陶瓷
        5.3.2 快速升温法制备闭孔泡沫陶瓷的性能分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录:攻读硕士学位期间发表的学术论文

(6)SiCN基复合陶瓷的电磁波吸收性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电磁波吸收材料概述
        1.2.1 电磁波简介
        1.2.2 电磁波吸收材料的吸波机理
        1.2.3 电磁波吸收材料的特性表征
        1.2.4 电磁波吸收材料的分类
    1.3 电磁波吸收材料的研究进展及趋势
        1.3.1 羰基铁电磁波吸收材料
        1.3.2 碳基电磁波吸收材料
        1.3.3 陶瓷基电磁波吸收材料
    1.4 聚合物衍生陶瓷电磁波吸收材料
        1.4.1 聚合物衍生陶瓷的应用
        1.4.2 聚合物衍生陶瓷在电磁波吸收材料领域的研究进展
    1.5 研究目的、意义及内容
        1.5.1 研究目的及意义
        1.5.2 研究内容
第二章 实验内容与方法
    2.1 实验原料
    2.2 实验设备
    2.3 制备工艺
        2.3.1 SiCN(磁性粒子)复合陶瓷的制备工艺流程
        2.3.2 SiCN(CNTs)复合陶瓷的制备工艺流程
        2.3.3 磁性粒子/SiCN(CNFs)复合陶瓷的制备工艺流程
    2.4 分析测试方法
        2.4.1 X射线衍射分析
        2.4.2 拉曼光谱分析
        2.4.3 扫描电子显微镜测试
        2.4.4 X射线光电子谱仪测试
        2.4.5 磁性能分析
        2.4.6 高频电磁参数及电磁波吸收性能分析
第三章 含磁性粒子的SiCN基复合陶瓷的电磁波吸收性能研究
    3.1 相组成分析
    3.2 显微结构分析
    3.3 磁性分析
    3.4 电磁特征分析
    3.5 电磁波吸收性能分析
    3.6 本章小结
第四章 SiCN(CNTs)复合陶瓷的电磁波吸收性能研究
    4.1 相组成分析
    4.2 显微结构分析
    4.3 化学组成分析
    4.4 电磁参数分析
    4.5 电磁波吸收性能分析
    4.6 本章小结
第五章 磁性粒子/SiCN(CNFs)复合陶瓷的电磁波吸收能研究
    5.1 相组成分析
    5.2. 石墨化程度分析
    5.3 显微结构分析
    5.4 磁性分析
    5.5 电磁波吸收性能分析
    5.6 电磁波吸收机理分析
    5.7 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
附录: 攻读硕士学位期间发表的论文及成果
学位论文评阅及答辩情况表

(7)聚合物转化SiCN(O)基陶瓷吸波性能及机理研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 吸波材料的吸波机理
        1.2.1 电磁波损耗机制
        1.2.2 电磁波吸波性能评价
    1.3 吸波材料的研究现状
        1.3.1 电介质型吸波材料
        1.3.2 磁介质型吸波材料
        1.3.3 复合型吸波材料
    1.4 聚合物转化陶瓷吸波材料研究进展
        1.4.1 聚合物转化陶瓷吸波材料
        1.4.2 聚合物转化陶瓷纤维吸波材料
        1.4.3 3D-打印聚合物转化陶瓷
    1.5 本论文的意义及主要研究内容
第2章 实验原料与方法
    2.1 主要实验原料
    2.2 主要实验设备
    2.3 主要性能测试方法
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.3.4 比表面积分析(BET)
        2.3.5 傅里叶红外光谱测试(FT-IR)
        2.3.6 拉曼光谱分析(Raman)
        2.3.7 热重分析(TGA)
        2.3.8 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.9 磁性能分析(VSM)
        2.3.10 吸波性能测试
第3章 SiCN基陶瓷吸波性能及机理研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程
        3.2.1 SiCN基陶瓷制备
        3.2.2 C/SiCN陶瓷制备
        3.2.3 Fe/C/SiCN陶瓷制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 SiCN陶瓷吸波性能及机理分析
        3.3.2 C/SiCN陶瓷吸波性能及机理分析
        3.3.3 Fe/C/SiCN陶瓷吸波性能及机理分析
    3.4 本章小结
第4章 SiCN基陶瓷纤维吸波性能及机理研究
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 SiCN陶瓷纤维制备
        4.2.2 SiCN(Fe)陶瓷纤维制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 SiCN陶瓷纤维吸波性能及机理分析
        4.3.2 SiCN(Fe)陶瓷纤维吸波性能及机理分析
    4.4 本章小结
第5章 3D打印制备DLP-SiOC陶瓷吸波性能及机理研究
    5.1 引言
    5.2 DLP-SiOC陶瓷制备过程
    5.3 DLP-SiOC陶瓷的吸波性能及机理分析
        5.3.1 DLP-SiOC陶瓷微观结构和物相组成
        5.3.2 DLP-SiOC陶瓷吸波性能及机理
    5.4 本章小结
第6章 3D打印制备DLP-SiCN(Fe)陶瓷吸波性能及机理研究
    6.1 引言
    6.2 DLP-SiCN(Fe)陶瓷的制备过程
    6.3 DLP-SiCN(Fe)陶瓷吸波性能及机理分析
        6.3.1 DLP-SiCN(Fe)陶瓷微观结构和物相组成
        6.3.2 DLP-SiCN(Fe)陶瓷吸波性能及机理
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 主要创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
附录Ⅰ:攻读博士学位期间发表的论文及成果
附录Ⅱ: 外文论文
附件
学位论文评阅及答辩情况表

(8)双组份SiBCN(O)陶瓷先驱体的制备及其性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
中英文缩略词一览表
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 陶瓷粉体的制备方法
        1.2.1 机械法
        1.2.2 无机合成法
    1.3 聚合物前驱体转化陶瓷研究概况
        1.3.1 先驱体转化法制备陶瓷简介
        1.3.2 先驱体转化法制备陶瓷的研究现状
        1.3.3 先驱体陶瓷体系研究
    1.4 聚硅氮烷研究进展
        1.4.1 氯硅烷氨解和胺解
        1.4.2 硅胺解制备聚硅氮烷
    1.5 SiBCN先驱体的分子设计
        1.5.1 先驱体共混、共聚法改性
        1.5.2 单源法合成Si-B-C-N先驱体
        1.5.3 含氧硅硼陶瓷先驱体研究进展
        1.5.4 其它硅基有机先驱体的相关研究
    1.6 研究目的及主要研究内容
第二章 可定制结构的聚硼硅氮烷的制备及表征
    2.1 前言
    2.2 实验材料和测试方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 多乙烯基含硼硅氮烷单体的制备
        2.3.2 交联的含硼杂化的网状交联聚硅氮烷聚合物CPBCS的合成
    2.4 表征实验
        2.4.1 核磁共振谱(NMR)分析
        2.4.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
        2.4.3 元素分析
        2.4.4 热重分析(TGA)
        2.4.5 纳米硬度及纳米模量测试
        2.4.6 阻燃性能测试
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 BSZ12 单体的合成及结构分析
        2.5.2 聚合物CPBCS的合成及结构分析
        2.5.3 CPBCSs的光学性质和表面特性测试
        2.5.4 CPBCSs材料的热稳定性能分析测试
        2.5.5 CPBCSs交联聚合物的阻燃性测试
        2.5.6 CPBCSs的纳米机械性能测试
        2.5.7 对CPBCSs的结构分析
    2.6 本章小结
第三章 SiBCN(O)先驱体转化陶瓷的制备及性能测试与分析
    3.1 前言
    3.2 实验材料及测试方法
        3.2.1 实验材料和实验仪器
        3.2.2 实验仪器
    3.3 实验方法
    3.4 表征实验
        3.4.1 红外光谱(FT-IR)分析
        3.4.2 元素分析
        3.4.3 拉曼光谱分析
        3.4.4 TG&TG-MS分析
        3.4.5 X射线衍射光谱分析
        3.4.6 X射线光电子能谱分析(XPS)分析
        3.4.7 透射电子显微镜(TEM)分析
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 热稳定性分析
        3.5.2 CPBCSs陶瓷化过程及结构分析
        3.5.3 SiBCN(O)陶瓷的高温结构和晶型转变过程分析
        3.5.4 SiBCN(O)陶瓷粉末的X射线光电子能谱分析
        3.5.5 SiBCN(O)陶瓷的微观结构分析
    3.6 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

(9)酚醛基碳/Fe3O4复合材料的制备及其吸波性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 研究背景及意义
    1.2 吸波材料理论概述
        1.2.1 吸波材料的设计思路
        1.2.2 吸波材料的分类
        1.2.3 吸波材料的损耗机制
        1.2.4 吸波材料的电磁参数
        1.2.5 吸波材料的性能评价
    1.3 吸波材料的研究进展
        1.3.1 金属类吸波材料
        1.3.2 碳类吸波材料
        1.3.3 陶瓷类吸波材料
        1.3.4 等离子体吸波材料
        1.3.5 聚合物及衍生类吸波材料
    1.4 结构设计型和多元复合吸波材料研究趋势
        1.4.1 结构设计型吸波材料
        1.4.2 多元复合吸波材料
    1.5 本文研究思路及方法
        1.5.1 本文研究思路
        1.5.2 本文研究内容
2 鸟巢型C@Fe_3O_4复合材料的制备、表征及吸波性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料与仪器型号(见附录)
        2.2.2 SiO_2@RF前驱体的制备
        2.2.3 鸟巢型C@Fe_3O_4吸波复合材料的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 鸟巢型C@Fe_3O_4吸波复合材料的表征
        2.3.2 鸟巢型C@Fe_3O_4吸波复合材料的吸波性能研究
    2.4 本章小结
3 C/MQDs复合材料的制备、表征及吸波性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料与仪器型号(见附录)
        3.2.2 中空碳前驱体H-C的制备
        3.2.3 C/MQDs吸波复合材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 C/MQDs吸波复合材料的表征
        3.3.2 C/MQDs复合材料的吸波性能研究
    3.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 实验原料、设备及表征方法
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(10)耐高温SiBNC陶瓷气凝胶的制备及其吸波性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 聚合物前驱体的设计与合成
        1.2.1 聚硅烷
        1.2.2 聚碳硅烷
        1.2.3 聚有机硅氮烷
        1.2.4 聚硼硅氮烷
    1.3 聚合物前驱体转化法制备陶瓷气凝胶研究进展
        1.3.1 SiC气凝胶
        1.3.2 SiCN气凝胶
        1.3.3 SiOC气凝胶
    1.4 聚合物前驱体陶瓷材料吸波性能研究现状
        1.4.1 无填料的PDC陶瓷吸波材料
        1.4.2 添加填料的PDC陶瓷吸波材料
    1.5 课题的提出及研究内容
第二章 实验与表征方法
    2.1 实验原料和设备
    2.2 PBSZ前驱体的制备
        2.2.1 原料的预处理
        2.2.2 前驱体合成
    2.3 Si BNC陶瓷气凝胶的制备
        2.3.1 PBSZ预陶瓷湿凝胶的制备
        2.3.2 SiBNC陶瓷气凝胶的制备
    2.4 实验表征方法
        2.4.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
        2.4.2 X射线光电子能谱(XPS)
        2.4.3 X射线衍射(XRD)
        2.4.4 核磁共振分析(NMR)
        2.4.5 拉曼光谱分析(Raman)
        2.4.6 热重分析(TG)
        2.4.7 N2 吸附-脱附分析
        2.4.8 扫描电子显微镜(SEM)测试
        2.4.9 透射电子显微镜(TEM)测试
        2.4.10 电磁吸波性能测试
第三章 SiBNC前驱体——聚硼硅氮烷的制备与结构表征
    3.1 前驱体的分子设计
    3.2 前驱体合成路径的选择
    3.3 前驱体的组成、结构和表征
        3.3.1 前驱体的组成分析
        3.3.2 前驱体的结构分析
    3.4 本章小结
第四章 SiBNC陶瓷气凝胶的制备与结构研究
    4.1 引言
    4.2 聚合物前驱体陶瓷气凝胶的制备与表征
        4.2.1 聚合物前驱体气凝胶的设计制备
        4.2.2 聚合物前驱体气凝胶的成分与结构表征
    4.3 SiBNC陶瓷气凝胶的结构调控与表征
        4.3.1 溶剂分数对SiBNC气凝胶结构的影响
        4.3.2 热解温度对SiBNC气凝胶结构的影响
        4.3.3 热解速率对SiBNC气凝胶结构的影响
    4.4 本章小结
第五章 SiBNC陶瓷气凝胶的吸波性能研究
    5.1 引言
    5.2 石蜡比例对SiBNC陶瓷气凝胶吸波性能的影响
        5.2.1 石蜡比例对电磁性能的影响
        5.2.2 石蜡比例对吸波性能的影响
    5.3 溶剂比例对SiBNC陶瓷气凝胶吸波性能的影响
        5.3.1 溶剂比例对介电性能的影响
        5.3.2 溶剂比例对吸波性能的影响
    5.4 热解温度对SiBNC陶瓷气凝胶吸波性能的影响
        5.4.1 热解温度对介电性能的影响
        5.4.2 热解温度对吸波性能的影响
    5.5 本章小结
第六章 全文总结
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
致谢

四、Application of zirconium in preparation of polycarbosilane derived ceramics(论文参考文献)

  • [1]填料增强先驱体转化法制备陶瓷涂层的研究进展[J]. 李恩重,郭伟玲,徐滨士,刘军,于鹤龙. 表面技术, 2021(10)
  • [2]高含量碳纤维增韧HfB2基复合材料的制备与性能研究[D]. 周园. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [3]Cf/SiBCN(Zr)复合材料的制备及性能研究[D]. 汪梦宇. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [4]碳化硅陶瓷浆料基3D打印研究进展[J]. 唐杰,杨勇,黄政仁. 材料导报, 2021(S1)
  • [5]高闭孔率泡沫陶瓷的设计、制备和性能研究[D]. 周光友. 烟台大学, 2021(09)
  • [6]SiCN基复合陶瓷的电磁波吸收性能研究[D]. 王姗. 山东大学, 2021(12)
  • [7]聚合物转化SiCN(O)基陶瓷吸波性能及机理研究[D]. 冯玉润. 山东大学, 2021(11)
  • [8]双组份SiBCN(O)陶瓷先驱体的制备及其性能研究[D]. 王毕杰. 广西大学, 2021
  • [9]酚醛基碳/Fe3O4复合材料的制备及其吸波性能研究[D]. 陈冠震. 大连理工大学, 2021(01)
  • [10]耐高温SiBNC陶瓷气凝胶的制备及其吸波性能研究[D]. 张露莎. 东华大学, 2021

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锆在制备聚碳硅烷衍生陶瓷中的应用
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