鎂橄欖石-堇青石復(fù)相陶瓷制備及性能研究.pdf

1、起著信號發(fā)射、接收、調(diào)制等作用的微波天線系統(tǒng)，在許多空間飛行器如星載、機(jī)載、艦載等雷達(dá)中，有著廣泛而重要的應(yīng)用。為確保天線系統(tǒng)在高溫環(huán)境能有效工作，研制耐高溫天線材料是非常必要的。耐高溫天線材料由陶瓷基和耐高溫合金兩類材料組成。其陶瓷基部分，要求低介電常數(shù)、低損耗、熱膨脹系數(shù)與金屬相匹配、在高溫下能有效工作。鎂橄欖石瓷具有低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，但熱膨脹系數(shù)較大，采用熱膨脹系數(shù)低的堇青石瓷進(jìn)行復(fù)合，制備鎂橄欖石/堇青石復(fù)相陶瓷，期望兩者

2、在介電性能和熱膨脹性能上能夠互補(bǔ)，滿足耐高溫天線材料的要求。
　　 本論文系統(tǒng)研究了配方通式為(1-x)wt％鎂橄欖石+xwt％堇青石復(fù)相陶瓷的制備與性能，并且研究了ZnO、La2O3、Sm2O3的摻雜改性對復(fù)相陶瓷性能的影響，探討了復(fù)相陶瓷在高溫下的介電性能、熱膨脹性能和體積電阻率，摸索了316L不銹鋼、4J34可伐合金和In783高溫合金三種金屬材料與復(fù)相陶瓷的釬焊連接。
　　 復(fù)相陶瓷的燒結(jié)溫度范圍為1320～13

3、40℃，體積密度隨堇青石含量的增加呈線性下降；介電常數(shù)隨堇青石含量的增加而降低，在5.4～7.6之間；介質(zhì)損耗隨著堇青石含量的增加呈增高趨勢，10GHz頻率下的介質(zhì)損耗在10-3數(shù)量級；熱膨脹系數(shù)隨堇青石含量的升高逐漸降低，可以在(4～11)×10-6/℃范圍內(nèi)可調(diào)，抗彎強(qiáng)度約為105MPa；體積電阻率在常溫下均在1013Ω·cm以上。
　　 通過一系列的摻雜實驗，得到復(fù)合摻雜5wt％ZnO、2wt％的La2O3和Sm2O3的7

4、0wt％鎂橄欖石/30wt％堇青石復(fù)相陶瓷在1280～1340℃之間均能燒結(jié)致密，10GHz頻率下的介質(zhì)損耗為6.3×10-4，并且在1～50MHz頻率范圍內(nèi)介電常數(shù)比較穩(wěn)定。
　　 復(fù)相陶瓷的體積電阻率在溫度升高到300℃左右時急劇下降到106Ω·cm以下，在300～600℃范圍內(nèi)，隨堇青石含量的增加，復(fù)相陶瓷的體積電阻率下降幅度變大；在室溫～300℃范圍內(nèi)，復(fù)相陶瓷的介質(zhì)損耗隨著堇青石含量的增加而逐漸變大，當(dāng)溫度升高到300