新型高强、防热、宽频透波多孔氮化硅陶瓷的制备及性能分析

针对高速近空间飞行器天线罩用多孔透波材料强度与介电性能、使用温度与高温下力/电/热性能稳定性之间的矛盾，提出一种新型高强、防热、宽频透波多孔氮化硅陶瓷的显微结构设计新思路：即以Si3N4、纳米非晶Si3N4为原料，采用凝胶注模成型，①通过烧结过程中纳米非晶Si3N4的晶化，形成纳米Si3N4相；②控制有机单体的含量，利用凝胶分子造孔，形成均匀弥散的微孔。从而形成一种性能协同的、无晶间玻璃相的纳米Si3N4结合Si3N4多孔透波陶瓷。该材料的性能特点是轻质、高强、防热/隔热、低介电常数、高透波率，显微组织特点是无晶间玻璃相、气孔率高、气孔尺寸细小、分布弥散、均匀，从而实现材料高强度、高透波率的目的。通过对其力学、热学性能的综合分析，建立表征多孔陶瓷宏观力学、热学性能的数学模型，识别陶瓷微观结构、孔隙率与宏观性能的关系。为高速近空间飞行器天线罩材料的设计、制备提供理论依据和实验数据。