磷酸鹽基復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、航天透波材料是先進(jìn)制導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，磷酸鹽材料體系在800°C以下具有與石英類材料相似的優(yōu)異介電性能，同時該體系還具有成本低、成型工藝簡單、生產(chǎn)周期短的特點，是戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈天線罩材料的候選材料之一。本文以磷酸鉻鋁為基體材料，Si3N4顆粒和硼酸鋁晶須/Si3N4顆粒分別為增強(qiáng)材料，制備耐高溫透波復(fù)合材料。
　　以磷酸、氫氧化鋁和氧化鉻按摩爾比12:3:1制備磷酸鉻鋁(CAP)溶液，通過差熱分析(DTA)、X射線衍射儀(XRD)、粘度

2、和吸濕性等測試技術(shù)，研究了磷酸鉻鋁膠黏劑的固化工藝、相組成、高溫?zé)岱€(wěn)定性、力學(xué)性能以及粘結(jié)固化機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，利用了磷酸鹽自身低溫固化的性質(zhì)，采用無壓燒結(jié)技術(shù)，制備出Si3N4p/CAP和ABw-Si3N4p/CAP復(fù)合材料。研究了顆粒和晶須含量以及固化工藝、燒結(jié)制度對材料組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和熱學(xué)性能的影響，初步探討了材料的增強(qiáng)增韌機(jī)理。
　　復(fù)合材料中氮化硅顆粒、硼酸鋁晶須以及數(shù)量較多的孔洞均勻地分布于磷酸鹽基體中。復(fù)合材料在

3、900°C燒結(jié)前后未有新相生成，且增強(qiáng)相與基體之間未有界面反應(yīng)發(fā)生。
　　Si3N4p/CAP復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度明顯高于ABw-Si3N4p/CAP復(fù)合材料，而斷裂韌性不及晶須增強(qiáng)磷酸鹽基復(fù)合材料，主要原因是致密度差異。Si3N4p/CAP復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度最高可達(dá)79.0MPa，最大斷裂韌性為2.7MPa·m1/2。ABw-Si3N4p/CAP復(fù)合材料的最大抗彎強(qiáng)度為63.7MPa，最大斷裂韌性為3.1MPa·m1/2。