烷基化改性对石英复合陶瓷材料性能的影响研究

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1、制造技术研究航天制造技术烷基化改性对石英复合陶瓷材料性能的影响研究12111尹正帅刘义华王芬佘平江袁孟春（1.湖北三江航天江北机械工程有限公司，孝感432000；2.第二炮兵驻国营江河化工厂军事代表室，宜昌444200）摘要：采用六甲基二硅氮烷对石英复合陶瓷进行烷基化改性，研究了烷基化改性前后材料的力学性能、吸潮性能、介电性能、氧乙炔烧蚀性能及粘接性能。结果显示，烷基化改性能够极大地改善石英复合陶瓷材料的防潮性能，对介电性能和氧乙炔线烧蚀率和粘接性能略有提升，对力学性能基本无影响。关键词：烷基化；改性；石英复合陶瓷材料；性能StudyonEffectsofAlkylationModi

2、ficationonPropertiesofQuartzCompositeCeramicMaterials12111YinZhengshuaiLiuYihuaWangFenShePingjiangYuanMengchun(1.HubeiSanjiangSpaceJiangbeiMachineryEngineeringCo.,Ltd,Xiaogan,432000;2.TheSecondArtilleryMilitaryRepresentativeofJiangheChemicalPlant,Yichang444200)Abstract：Quartzcompositeceramicmat

3、erialisalkylatedmodifiedbyusingHMDS.Mechanicalproperties,humidityresistance,dielectricproperties,oxyacetyleneablationpropertiesandadhesionpropertiesofthematerialsareinvestigated.Theresultsshowthatthealkylationmodificationcangreatlyimprovehumidityresistanceofquartzcompositeceramicmaterial,slight

4、lyimprovedielectricproperties,oxyacetyleneablationpropertiesandadhesionpropertiesofthematerials,andhasnoeffectonmechanicalpropertiesofthematerials.Keywords：alkylation；modification；quartzcompositeceramicmaterial；property1引言石英复合陶瓷吸潮率随气候和温湿环境的变化而变化，使得材料的介电性能非常不稳定，从而影响石英石英复合陶瓷由石英纤维编织体增强二氧化硅复合陶瓷透波产品

5、的耐候性和性能稳定性。因此，石基体制备而成，是一种内部具有大量的Si-O无规则网英复合陶瓷材料的防潮处理十分必要。络结构的多孔材料，孔隙率高达18%左右。多孔材料目前，在石英复合陶瓷材料表面涂一层树脂涂层[1～3]的毛细管作用导致石英复合陶瓷极易吸潮，同时材料是最常用的一种防潮处理方法。但涂层的厚度和表面存在大量的亲水基团硅羟基（Si-OH和Si-(OH)2），均匀性不易控制，且防潮的效果有限，只能将材料的极易吸附空气中的水分子，在材料内部形成物化水，饱和吸潮率降低至1%～2%。此外，随着气候的变化，从而导致石英复合陶瓷吸潮率进一步增大，未经处理存放时间的延长，涂层会发生膨胀、收缩，

6、出现微观的石英复合陶瓷吸潮率可高达8%以上。裂纹，从而使得材料的饱和吸潮率进一步升高。本研石英复合陶瓷在吸潮后会导致介电常数和介电究采用烷基化改性的新型防潮处理方法，将石英复合损耗角正切增大，严重影响材料的介电性能。此外，陶瓷表面的亲水基团置换为憎水基团，从而提高石英作者简介：尹正帅（1986-），硕士，复合材料专业；研究方向：透波、防隔热复合材料技术。收稿日期：2015-08-2023制造技术研究2015年10月第5期复合陶瓷的防潮性能，并研究烷基化改性对石英复合英复合陶瓷材料的力学强度主要来源于两部分：一是陶瓷各项性能的影响。材料内部的增强体石英纤维，二是SiO2基体与石英纤维之

7、间的结合强度。而烷基化改性只是对基体表面吸2试验附的-OH发生了化学取代反应，未对石英纤维的强度及基体与石英纤维的结合强度产生不良影响。六甲基二硅氮烷（HMDS），上海萨恩化学技术3.2对石英复合陶瓷防潮性能的影响有限公司；二甲苯，国药集团；无水乙醇，国药集团；图1为烷基化改性前后，石英复合陶瓷材料的最石英复合陶瓷，自制。大饱和吸潮率随时间变化曲线图。由图1可知，随着2.1烷基化改性方法时间的增加，石英复合陶瓷材料的最大饱和吸潮率均首先制备出石英复合陶瓷试