反應燒結Si-,3-N-,4-透波材料的研究.pdf

1、隨著航空、航天及軍事技術的發(fā)展，各種飛行器的飛行速度越來越高，必須研制出能在更為惡劣條件下工作的天線罩材料。氮化硅陶瓷是結構陶瓷中綜合性能最好的材料之一，它的電學、熱學和機械性能十分優(yōu)良，在氧化氣氛中可以使用到1400℃，在中性或者還原性氣氛中可以使用到1850℃左右。因此，氮化硅作為一種具有優(yōu)秀綜合性能的超高音速導彈天線罩侯選材料，已受到國內外學者越來越廣泛的重視。 本文從理論出發(fā)，結合國內外先進制備技術，首次將先進的凝膠注模

2、成型技術與低成本的反應燒結技術有機結合，發(fā)揮各自優(yōu)勢，克服傳統(tǒng)制備方法在制備導彈天線罩材料方面的不足；并結合氮化硅反應燒結和氮化硅無壓燒結等技術，在硅粉中添加不同比例的氮化硅，采用反應燒結的方法制備氮化硅透波材料。 本實驗通過采用以下的凝膠注模控制參數(shù)：單體甲基丙稀酰胺占整個料漿液相質量分數(shù)的15％，交聯(lián)劑N’N-亞甲基雙丙稀酰胺與單體的質量比為1:6，分散劑四甲基氫氧化銨(10％)占整個原料粉末總質量2.0～3.5％，引發(fā)劑、

3、催化劑用量為料漿總體積分數(shù)的0.8～1.O％和0.08～0.1％，固化溫度控制在50～60℃，固化時間為30～60min，制備出了固相含量在50vol％左右、高質量的Si3N4/Si坯體。 初始粉體中Si3N4所占比例對燒結制品的性能具有決定影響。在Si3N4含量不超過50wt％時，材料具有較高的密度和較低的氣孔率。其中，組分為35wt％Si3N4-5wt％助燒劑(SA)-Si的材料平均密度最大，為2.08g/cm3；氣孔率平均

4、為37.85％;平均彎曲強度最高，為108.1MPa。組分為65wt％Si3N4-5wt％SA-Si的材料介電性能最好，介電常數(shù)(e)平均值為4.91，介電損耗角正切值(tand)平均為1.13×10-2。 燒結工藝對于燒結制品的綜合性能也具有重要影響，但各組材料性能隨燒結工藝的變化并無固定規(guī)律。組分為35wt％Si3N4-5wt％SA-Si的坯體在1450℃燒結溫度下，并保溫4h時，材料的密度和強度達到最高值，分別為2.13