硼酸铝晶须磷酸铝透波材料的制备与性能研究

《硼酸铝晶须磷酸铝透波材料的制备与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、济南人学顾J：学位论文摘要本文以磷酸铝基陶瓷复合材料在导弹天线罩上的应用为基础，针对硼酸铝晶须、磷酸铝优良的介电性能及力学性能进行材料设计，研制出能满足宽频高马赫数导弹使用要求的天线罩候选材料。在理论发展和实际应用中都有十分重要的意义。磷酸．卦基复合材料具有耐高温、高强度、介电性能优异、抗氧化以及良好的结构可设计性、热膨胀系数小等特点，是耐高温、低介电损耗的理想材料，可满足多种特殊要求，广泛运用于各种火箭、导弹及航天飞机上。硼酸铝晶须具有高的弹性模量，良好的机械强度，耐热性，耐化学药品性，耐酸性，电绝缘性和中子吸收性能，而且其介电常数较低，十分适合作为透波材料的增强

2、体。因此，选用硼酸铝晶须增强增韧磷酸铝基体，提高磷酸铝的力学性能，以期进一步拓宽磷酸铝系透波材料在航天航空领域的应用。利用传统的无压烧结技术，选取最佳的晶须含量以及合理的烧结制度，制备出硼酸铝晶须增强磷酸铝陶瓷基透波复合材料，并对其力学性能和介电性能进行了测试，初步探讨了材料的增强增韧机理。探讨了不同烧结温度、不同晶须含量对复合材料气孔率、相对密度、弯曲强度、维氏硬度和断裂韧性的影响规律。试验结果表明：复合材料的相对密度、弯曲强度、维氏硬度和断裂韧性随烧结温度和晶须含量的增加先增大后减小。晶须含量为30wt％的试样，当烧结温度为1050℃时，复合材料的相对密度、弯曲

3、强度和断裂韧性最高，分别为87．16％、215．33MPa和4．85MPa·m“z；当烧结温度为1100℃时，复合材料的维氏硬度达到最大，为289．87MPa。复合材料的气孔率则随着烧结温度的升高先减小后增大，随晶须含量的增加逐渐增大。探讨了不同成型压力下对晶须含量为40wt％的复合材料力学性能和介电性能的影响规律，结果表明复合材料的相对密度、维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性仍然随着烧结温度的升高呈现出先增大后减小的趋势；在相同的烧结温度下，在200MPa下成型的复合材料的力学性能都比在100MPfi成型的复合材料有所提高，最佳烧结温度由1250"C，降低到1200。C

4、。当试样的成型压力增大时，试样的介电常数也随之增大。探讨了不同烧结温度、不同晶须含量对复合材料介电性能的影响规律。当晶须含量相同时，复合材料的介电常数随着相对密度的上升而增大，介电损耗随着相对密度的上升而减小，复合材料的介电损耗主要是由松驰极化引起的。硼酸铝晶须．磷酸铝硼酸锚晶须．磷酸锚透波材料的制各‘j性能研究透波材料的介电常数和介电损耗分别在2．80""4．45和0．00826"--'0．03396的范围内。根据现有的晶须增强增韧理论，分析了硼酸铝晶须增强增韧磷酸铝基复合材料的机理，本人认为，晶须的拔出、裂纹的偏转、晶须的桥联是提高本复合材料强度和韧性的主要原因

5、。关键词：硼酸铝晶须；磷酸铝；天线罩；常压烧结；复合材料济南人学颀l：学位论文ABSTRACTThefundamentalgoalofthepresentstudyistodevelopaprocessofaluminumphosphatesbasedceramicsforradomeapplication．Thecompositematerialsforabroadbrandhigh·speedmissileradomehavebeenstudiedbasedonthesuperiordielectricpropertiesandmechanicalperform

6、anceofaluminumphosphatesandaluminumboratewhiskermaterials．Thephosphatescompositeshavethermalstability,highstrength，anti—oxidizability,lowthermalexpansioncoefficient，wellthermalstabilityanddielectricpropertyetc．Itistheidealmaterialthatiswellthermalstabilityandlowdielectricloss，anditCans

7、atisfymanykindsofspecialrequirementsandbeextensivelyusedonvariousrockets，guidedmissileandspaceshuttle．Thealuminumboratewhiskerhashiighmodulusofelasticity,wellmechanicalproperties，heatresistance，chemicalresistance,acidresistance，electricalinsulatingpropertyandneutronabsorptivity,aswel