《耐高温陶瓷》word版

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1、高性能耐高温陶瓷透波材料的研究进展摘要　　简要介绍了高温陶瓷透波材料的研究进展，分析了材料体系的技术发展以及透波材料的力学性能和介电性能，提出了高温透波材料的研究重点和方向。关键词　　天线罩　高温透波材料　介电常数ResearchDevelopmentofHighTemperatureCeramicWave-transparentMaterialsAbstractThedevelopmentofthehightemperatureceramicwave-transparentmaterialsisbrieflyvi

2、ewed.Technicaldevelopmentofmaterialssystemsandthemechanicalanddielectricpropertiesofwave-transparentmaterialsareanalyzed.Thedevelopingtrendofhightemperaturewave-transparentmaterialsisprospected.Keywordsradome,hightemperaturewave-transparentmaterials,dielectric

3、constant目录0引言11陶瓷透波材料体系的技术发展11.1二氧化硅材料体系11.2氮化硅和氮化硼材料体系21.3磷酸盐复合材料22国内外高温陶瓷透波材料的研究现状32.1国外高温陶瓷透波材料的研究现状32.2国内高温陶瓷透波材料的研究现状43结束语6参考文献70引言透波材料是保护飞行器在恶劣环境下通讯、遥测、制导、引爆等系统正常工作的一种多功能介质材料，在运载火箭、飞船、导弹及返回式卫星等飞行器无线电系统中得到广泛应用。按其结构形式，透波材料可以分为天线窗和天线罩两大类，其中天线窗一般位于飞行器的侧面，通常为

4、平板或带弧面的板状；天线罩位于飞行器的头部，多为锥形和半球形，具有导流、防热、透波、承载等多种功能[1]。天线罩的主要用途是保护无线电寻的导引头的天线在导弹飞行过程中能够正常工作。可以说，天线罩不仅是无线电寻的制导系统的重要组成部分，而且是导弹弹体的重要组成部分。导弹飞行时，处于高速气动加热、加载以及雨滴冲击等严峻环境中的天线罩必须保持结构完整，尽可能不失真地透过电磁波。这依赖于天线罩精确合理的外形、壁结构设计、各种良好的技能和精细的天线罩制作技术。由此可见，导弹雷达天线罩涉及多门复杂学科，是多种不同专业技术共同发

5、展的结晶，其中，新材料及其工艺技术是天线罩制作中的关键环节，而我国在此方面与英、美、俄等国尚有一定差距。因此，大力开展新材料及其工艺技术的研究，不仅是天线罩制作的需要，也是我国材料科学未来发展的一大趋势[2]。随着现代战争的需要以及导弹技术的发展，飞行器的飞行马赫数不断提高，对雷达天线罩的耐高温抗烧蚀性能要求也日益提高。研制具有耐高温、抗烧蚀、承载、透波等性能的新型多功能透波材料，成为目前透波材料的研究重点和发展方向。高温陶瓷材料具有工作温度高、抗烧蚀、性能稳定、不吸水、不吸潮、强度高等优点，满足耐高温、抗烧蚀、承

6、载、透波多功能要求，成为国内外高温透波材料研究的热点。1陶瓷透波材料体系的技术发展目前各军事强国都在研发新型精确制导地／地、地／空、高马赫数巡航导弹、反辐射和反弹道导弹，促使天线罩材料向高性能、多功能方向发展。1.1二氧化硅材料体系8二氧化硅材料体系主要指石英玻璃、石英陶瓷材料及石英纤维织物增强二氧化硅复合材料；在无机材料中，石英陶瓷材料以其优良性能不仅能适用于飞行速度３～５　Ｍａ的导弹天线罩，还能满足再入环境条件下的热绝缘和抗热冲击特性要求以及雷达透明性要求。但对于中程导弹机动飞行弹头，由于其飞行马赫数高，且加热

7、时间相对较长，采用单一的石英陶瓷材料不能满足热应力的承载要求。因此，从２０世纪７０年代开始，前苏联已在几种中程精确制导导弹中淘汰石英陶瓷罩，改用复合材料或复相陶瓷天线罩[3]。一般来说，高马赫数短时间飞行可采用硅质纤维增强二氧化硅基复合材料、含除碳剂的硅树脂基复合材料或复相陶瓷，中低马赫数长时间飞行必须选用不碳化的陶瓷基复合材料，如织物增强磷酸盐和二氧化硅基体等。经纤维增强后的石英陶瓷材料天线罩在电性能方面不会受到影响，材料的介电性能稳定，且强度比原来提高１４％左右。除采用纤维增强石英陶瓷外，还可采用退火、制造表面

8、压应力层、弥散颗粒增强等方法来提高石英陶瓷天线罩的强度。在石英陶瓷天线罩表面形成一个压应力层，使石英陶瓷天线罩表面裂纹扩展时产生的局部张应力能得到中和，改善那些主要由于表面裂纹引起破坏的因素。同时表面压应力层可防止并减少由于磨损和其他表面损伤而造成的强度下降，减少表面损伤的扩展。可采用化学气相沉积法在石英陶瓷材料表面涂覆石英玻璃层来作为表面压应力层，具体方法