[发明专利]宽频陶瓷基复合材料用釉层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽频陶瓷基复合材料用釉层材料及其制备方法，属于无机材料技术领 域，属于一种透波材料。

背景技术

导弹雷达天线罩是保证雷达天线系统正常工作的一种关键性部件，它既是弹体的组成部 分，又是雷达制导系统的组成部分；既要承受导弹气动载荷、气动加热和飞行过程中的恶劣环 境，又要满足导弹雷达系统对功率传输系数、瞄准误差和天线方向图畸变等性能的要求，随 着航天、航空技术的发展，导弹天线罩已经向着耐高温、抗冲蚀以及宽频带、高透波率的方 向发展。近几年、高性能陶瓷透波材料以它良好的介电性能、足够的强度和优异的耐高温性 能逐渐在超音速、高超音速导弹天线罩中占据了绝对优势的地位，其中宽频带、高透波陶瓷 天线罩是未来重要的发展方向之一。为了拓宽使用频段，提高表面抗冲刷性，宽频天线罩需 要在芯层表面制备一层较薄的涂层(0.2～2mm)。要求表层材料具有适当的介电性能，致密、 耐高温并且要有较高的强度等，且与芯层材料有匹配的物理和化学性能。

从80年代起，国外就开始了宽频天线罩的研制，并取得了显著进展，一些新材料及制 备工艺已达到了实用化水平。如以色列研制的一种氮化硅天线罩材料，由低密度的(1.0～ 2.2g/cm³)多孔氮化硅外加一层采用无压液相烧结技术制得高密度的(2.8～3.2g/cm³)氮 化硅组成。另外，现国外制备宽频天线罩表层的工艺也有直接利用化学气相沉积法在芯层表 面制备一层致密的薄膜。但采用上述工艺制备表层材料周期比较长，设备成本也较昂贵，而 且氮化硅的导热系数太高，在高马赫数条件下，天线罩内部的温度太高，所以找出一种性能 符合要求的厚度可控的表层材料一直是宽频天线罩领域研制的难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽频陶瓷基复合材料用釉层材料，耐温性、耐烧蚀性好，并 且具有良好的力学性能和介电性能；本发明同时提供了其科学合理、简单易行的制备方法。

本发明所述的宽频陶瓷基复合材料用釉层材料，其配料重量百分组成为：

石英60～80％、硼酸5～30％和添加剂5～20％。

其中：

添加剂为氢氧化铝、五氧化二铌、二氧化钛、碳酸钡或碳酸锶中的一种或几种的任意比 例组合，分析纯，重量含量不小于99％。

石英为无定形态，二氧化硅重量含量不低于99.98％。

硼酸的纯度为分析纯，重量含量不小于99％。

其科学合理、简单易行的制备方法如下：

与通常的熔块釉料一样，将配料粉碎、干磨混合，烧制成熔块，然后将熔块制成料浆喷 涂于宽频陶瓷基复合材料表面，烧成釉层。

可采用球磨辅助振动的方式混合研磨，保证配料的混合均匀性和研磨细度，粒径为1— 10微米，熔块采用投入冷水中急淬的急速冷却方法，避免熔块在冷却过程中发生析晶。

其中：

料浆的制备方法为：将熔块粉碎，过325目筛，与去离子水按照1∶(0.6—1)的重量 比混合，然后加入熔块质量的0.2～1％塑性剂，混合均匀即可。

塑化剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素或聚乙烯醇等，配制成质量浓度为2—5％的水溶 液使用。

可以将料浆用喷枪喷涂于宽频陶瓷基复合材料表面，料浆密度为1.2—1.8，喷涂压力 为0.1～0.5MPa。

熔块的烧制温度控制为1500～1700℃。

釉层在氧化气氛下，最好在惰性气体(氮气或氩气等)保护下无压烧成，烧成温度控制 为1470～1700℃，保温2—3小时。

烧成后，经冷加工后续处理得产品。

本发明获得的釉层主要性能指标如下：

抗弯强度   100.6MPa

弹性模量   107.7GPa

介电常数   4.0～7.6

线膨胀系数 1.0～2.0×10^-6/℃

本发明宽频陶瓷基复合材料用釉层材料，耐温性、耐烧蚀性好，并且具有良好的力学性 能和介电性能，能够满足应用要求；本发明提供的制备方法科学合理、简单易行。

附图说明

图1、本发明工艺流程框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

配料所用原料情况：