BNNTs的合成及其增強氮化硅基透波復合材料的制備及性能研究.pdf

1、高馬赫導彈及高超聲速飛行器的出現(xiàn)對天線罩透波材料提出了新的要求。為保證導彈高速飛行、精確制導，高超聲速導彈天線罩要求材料承載時間更長，承受溫度更高，抗熱震性能更好，并且透波性能更優(yōu)異。氮化硅作為新型高溫透波材料，具有優(yōu)良的機械性能，耐高溫性能和抗熱震性能。然而氮化硅陶瓷密度較大，介電常數(shù)高。因此在制備過程中常制備成多孔材料或氮化硅基復合材料。由于氮化硅陶瓷的燒結(jié)溫度較高，因此復合材料的增強體要求具有優(yōu)異的耐高溫性能和優(yōu)良的力學性能。氮化

2、硼納米管（BNNTs）不僅具有低密度、高強度、高模量等優(yōu)點，而且其耐高溫、耐腐蝕以及抗氧化性能優(yōu)良，適合作為高溫透波材料的增強體材料。
　　本文采用化學氣相沉積的方法，以碳納米管（CNTs）為模板制備了 BNNTs。研究了工藝條件對BNNTs生長速率、結(jié)晶性以及形貌特征的影響。結(jié)果表明：在沉積溫度為1300℃，沉積時間為30min，沉積區(qū)壓力為1kPa時，制備的BNNTs結(jié)晶性最好，生長速率也較快。
　　同時采用模壓成型常壓

3、燒結(jié)的方法制備了 BNNTs/Si3N4復合材料并研究了燒結(jié)溫度和加入BNNTs含量對BNNTs/Si3N4復合材料力學性能和斷口形貌的影響。研究表明，燒結(jié)溫度越高，氮化硅及其復合材料彎曲強度越高。燒結(jié)溫度為1750℃， BNNTs含量為0.5wt.％時， BNNTs/Si3N4復合材料的彎曲強度和彈性模量可達231.8MPa，彈性模量為62.04GPa。當燒結(jié)溫度為1700℃時，隨著加入的BNNTs含量的增加， BNNTs/Si3N4

4、復合材料的力學性能呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，當BNNTs含量為0.7wt.%時，BNNTs/Si3N4復合材料的力學性能最好，彎曲強度和斷裂韌性分別為180MPa和2.85 MPa·m1/2。
　　研究了BNNTs/Si3N4復合材料的熱物理性能和介電性能，燒結(jié)溫度為1700℃時，制備的BNNTs/Si3N4復合材料熱膨脹系數(shù)隨溫度的增加逐步增加，在溫度為1000℃時， BNNTs/Si3N4復合材料的熱膨脹系數(shù)為3.69×10-6