結(jié)構(gòu)功能一體化纖維增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、本文針對不同馬赫數(shù)飛行器對透波天線罩（窗）材料提出的集透波、承載、防熱、耐蝕、抗沖擊于一體的性能要求，開展了不同耐溫區(qū)間纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的研究。在綜述了國內(nèi)外透波天線罩（窗）材料研究及應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上總結(jié)分析了現(xiàn)有透波天線罩（窗）材料的優(yōu)缺點(diǎn)，以氧化鋁、莫來石、石英、氮化硅四種纖維作為纖維增強(qiáng)體、以聚硼氮烷和聚硼硅氮烷分別作為涂層和基體材料的先驅(qū)體，采用浸漬裂解(PIP)工藝分別制備了氧化鋁、莫來石、石英、氮化硅纖維增強(qiáng)SiBN陶

2、瓷基復(fù)合材料，并對其介電性能和力學(xué)性能進(jìn)行了測試與評價。
　　通過對聚硼氮烷和聚硼硅氮烷兩種先驅(qū)體的TG-DSC性能進(jìn)行測試，確定了兩種先驅(qū)體裂解過程中不同的溫度區(qū)間及各區(qū)間所對應(yīng)的可能的化學(xué)反應(yīng)過程，同時確定關(guān)鍵保溫溫度點(diǎn)，保證先驅(qū)體裂解過程充分順利進(jìn)行。通過對兩種先驅(qū)體進(jìn)行流變性能的測試，知兩種先驅(qū)體在室溫下的粘度均非常低、流動性好，有利于纖維增強(qiáng)體的充分浸漬。通過對聚硼硅氮烷先驅(qū)體裂解產(chǎn)物進(jìn)行紅外分析測試，獲得從室溫至900

3、℃不同裂解溫度下的紅外測試曲線，通過曲線分析得到先驅(qū)體裂解過程中化學(xué)鍵所發(fā)生的變化以及物質(zhì)的分解與生成情況。在氨氣氣氛中，先驅(qū)體中的碳元素（碳元素的存在會降低材料的介電性能）會隨著溫度的升高逐步通過裂解反應(yīng)被除去，在900℃高溫下，碳元素以CH3NH2的形式被充分除去，從而提升了復(fù)合材料的介電性能。
　　根據(jù)對先驅(qū)體表征所得到的數(shù)據(jù)確定出合適的工藝參數(shù)和制備流程，采用浸漬裂解工藝(PIP)制備出氧化鋁、莫來石、石英、氮化硅四種纖維

4、增強(qiáng)SiBN陶瓷基復(fù)合材料。探討了四種不同纖維體系下材料的微觀形貌差別、介電性能以及力學(xué)性能。結(jié)果顯示，莫來石纖維增強(qiáng)SiBN陶瓷基復(fù)合材料常溫介電常數(shù)和介電損耗分別在4.1～4.2和1.0×10-2～9.7×10-3范圍內(nèi)，抗彎、拉伸、壓縮強(qiáng)度分別為95.12MPa、34.95MPa和80.92Mpa，具有良好穩(wěn)定的高溫寬頻透波性能、良好力學(xué)性能，具有最佳的綜合性能;氧化鋁纖維增強(qiáng)SiBN陶瓷基復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳，但其透波性能欠佳