[发明专利]透波氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法

说明书

本发明公开了透波氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法。所述透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法包括制备造粒粉体、造粒粉体成型制备毛坯、毛坯热处理、毛坯精密加工、涂覆耐高温透波涂料等工艺步骤。本发明所述透波氮化硅陶瓷天线罩具有较高的机械强度和透波系数，以及较低的介电常数和机械损耗，满足陶瓷天线罩的性能要求，适合在航空航天行业使用。

技术领域

本发明涉及天线罩技术领域，特别是涉及透波氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法。

背景技术

天线罩是保护天线系统免受外部环境影响的结构物。天线罩在电气上应具有良好的电磁辐射透过性能，且对不同频率波段的电磁波具有良好的选择性，天线罩通常在露天环境中工作，直接受到自然界中的暴风雨、冰雪、沙尘及太阳辐射等的侵袭，这使得天线精度降低、寿命缩短，因此天线罩在结构上应能经受自然界恶劣环境的侵袭。现有天线罩介电常数较高、介电损耗较大，与空气匹配性较差。公布号为CN101826657A的中国专利披露了一种双极化天线结构、天线罩及其设计方法，通过这种方法设计的双极化天线罩提升了天线的增益，同时降低了天线及天线罩的整体厚度。上述发明天线罩主要用于提高天线的增益，但存在着天线罩较厚重、空气阻抗匹配程度较差、介电常数较高的缺陷，亦未提及在天线罩结构中增加一层低介电常数、低损耗且具有良好空气匹配性的保护层，因此本发明主要探讨如何开发一种封装工艺简单、质地轻薄、具有良好空气匹配性能和透波性能的新型天线罩。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法。

本发明公开一种透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将氮化硅、氧化钐、三氧化二镧、氧化镝、碳化硅、增强剂、聚维酮混合均匀，得到混合粉体；将混合粉体与无水乙醇按照固液比1：(3～10)(g/mL)充分混匀，以氮化硅磨介球为介质，球磨24～48小时，然后经过喷雾造粒制成造粒粉体；

步骤2：将造粒粉体装在陶瓷天线罩成型模具中，在压力40～80MPa的条件下成型，得到毛坯；

步骤3：将毛坯在真空脱脂炉中从室温升温至500～700℃，绝对压强保持在0.005MPa至0.01MPa；然后将毛坯转移至气氛压力烧结炉内，充入1.0～1.2MPa的氮气，升温至1600～1800℃，在1600～1800℃保温2～4小时，然后随炉冷却，得到烧结后的毛坯；将烧结后的毛坯在马弗炉内升温至800～900℃，在800～900℃保温2～4小时，得到热处理后的毛坯；

步骤4：将热处理后的毛坯精密加工至所需尺寸，得到精密加工后的坯体；

步骤5：在精密加工后的坯体表面涂覆耐高温透波涂料，获得透波氮化硅陶瓷天线罩。

进一步地，在步骤1中，混合粉体的组成为：氧化钐1～3wt％、三氧化二镧1～3wt％、氧化镝1～3wt％、碳化硅10～15wt％、增强剂2～8wt、聚维酮6～10wt％，余量为氮化硅。

在本发明的一些技术方案中，所述耐高温透波涂料通过以下方法制备得到：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比(5～30)：(70～95)混合均匀，在130～160℃恒温回流反应1～3小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：(10～15)混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量1～3％的促进剂，于40～70℃搅拌均匀后，使用稀释剂调节体系粘度使其比重达到0.9～1.2，即制得耐高温透波涂料。