一、引言

行波管是一种重要的微波放大器件，具有大功率、高效益、高增益、宽频带和长寿命等特点，广泛应用于雷达和通讯等国防重点工程，被誉为武器装备的”心脏”^[1-2]。其中耦合腔行波管是目前最主要的高功率微波放大器件^[3]。但由于耦合腔链慢波结构的固有特点，易产生三种类型的振荡^[4]：自激振荡、高次模式振荡和在截止频率处的边带振荡。为了消除这些振荡获得较高的增益，须在慢波线的一定区域放置衰减材料作为匹配负载吸收非设计模式波、抑制反射，从而确保给定的高频参量^[5]。电损耗型材料作为其中一类衰减材料受到广泛研究。

而氮化铝具有独特的物理性质和电子学特性, 被认为是制作高温、高频、大功率和抗辐射器件极具潜力的宽带隙半导体材料, 它可与多种基质材料相复合， 制成具有优异的电、热、力学性能的先进复合材料, 在微电子技术领域中有着广阔的应用前景^[6]。碳化硅作为微波衰减剂已进行了较多的研究, 一般认为碳化硅不仅吸波性能好, 而且具有耐高温、高强度、使用过程中性能稳定等优点^[7]。因此，在以SiC基上，添加第二相AlN，结合其两者优点，具有重要的应用前景。

二 SiC,AlN及其复相的性能和应用

2.1 SiC的性能及应用

碳化硅（SiC）是半导体材料中的重要一员，其禁带宽度大、临界击穿电场强度高、载流子饱和迁移速度高、热导率高，并具有极好的化学稳定性^[8]。下表^[9]是SiC与其他材料的性能比较，可以看出相比较这几种材料，SiC具有最高的电导率。SiC是共价键很强的化合物，Si-C键的离子性仅12％左右，因此强度高、弹性模量大，具有优良的耐磨损性能。主要有α和β两种晶型，其中α-SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体，β-SiC的晶体结构为立方晶系，Si和C组成面心立方晶格。在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。在温度低于1600℃时，SiC以β-SiC形式存在；当高于1600℃，β-SiC缓慢转变成α-SiC的各种多型体：4H-SiC在2000℃左右容易生成；15R和6H多型体均需在2100℃以上的高温才能生成；对于6H-SiC，即使温度超过2200℃，也是非常稳定的。

碳化硅半导体用途广泛，是目前研究的热点之一。在耐火材料方面，SiC可做发热元件^[10]；在增韧方面，可用来增韧新型陶瓷刀具以及与Si₃N₄复合，制备高性能SiC-Si₃N₄复相陶瓷^[11,12]。相较AlN，SiC禁带宽度窄，价带上的电子易受激发跃迁至导电，形成自由电子，参与电导损耗。近年来国内外对以SiC为分散相的复合衰减材料的研究得到很大的发展，如MgO-SiC、AlN-SiC、Al₂O₃-SiC复相材料的基片已被广泛用作射频吸波材料^[13]。

2.2 AlN的性能及应用

纯净的AIN陶瓷无色透明，而通常使用的氮化铝材料由于混入杂质不同而呈现各种颜色。AlN具有较高的热导率，理论热导率高达320W/(m#183;K)、较低的介电损耗(tanδ=0.0004~0.0010)、可靠的电绝缘性、无毒等一系列优良特性，被认为是新一代理想的微波透过材料，但单相AIN陶瓷的机械强度较低(仅300 MPa左右)，难以满足输出窗口薄型化的要求^[14]。与SiC相同，AlN也为共价化合物，由于其扩散系数小，原子作用力较大，所以其烧结性能较差。因此找到合适的助烧剂，实现AlN低温烧结，即可减少能耗，降低成本，便于连续生产。研究发现稀土金属氧化物和氟化物、碱土金属氧化物和氟化物，例如Y₂O₃、YF₃、CaO、CaF₂等，可以有效促进AlN烧结致密化。