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低温低膨胀陶瓷涂层的制备及性能研究

2020-12-24阅读(280)

低温低膨胀陶瓷涂层的制备及性能研究

论文摘要

导弹天线罩是保证雷达天线系统正常工作的一种装置,其性能直接影响导弹的制导精度。目前研究最多的天线罩材料为石英陶瓷天线罩和石英纤维增强石英天线罩,它们的特点是易吸潮,热膨胀系数低,石英纤维在高温条件下易脆化,会降低材料的力学性能。基于以上陶瓷天线罩的特点本论文以Li2O-Al2O3-SiO2（LAS）系陶瓷为基础体系,采用低温烧结与釉料喷涂工艺结合的方法,制备了一种能与石英芯层材料匹配,具备低温低膨胀和一定电磁波透过率的陶瓷天线罩防潮表层材料。主要研究内容如下：1.确定了低温低膨胀陶瓷涂层的配方。采用锂辉石和锂霞石提供涂层的低膨胀性能,然后和低温熔块混合烧结。研究了热处理温度对锂辉石和锂霞石热膨胀系数的影响。随热处理温度的升高,热膨胀系数呈减小的趋势。2.研究了低温无机陶瓷涂层的制备工艺过程。根据涂层的差热曲线制定了烧结制度,并通过实验最终确定涂层的最高烧结温度为650℃,保温时间为1h。3.在锂辉石涂层粉体中添加5%的负热膨胀材料ZrW2O8可以有效降低涂层粉体的热膨胀系数,且不影响涂层的烧结温度。4.在锂霞石涂层粉体中添加晶核剂Ti02,可以细化涂层的晶粒。最佳热处理条件为在810℃晶化,保温1h。随着Ti02含量的增加,晶体颗粒变大,热膨胀系数减小。结合XRD分析、扫描电镜分析、力学性能等测试,研究了LAS陶瓷涂层烧结后的相组成和微观结构。测试结果表明：LAS陶瓷涂层的主要相组成为锂辉石和锂霞石晶相,涂层经低温烧结后结晶明显,具有良好的力学性能,能满足石英陶瓷天线罩的防潮要求。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 导弹天线罩用透波材料
  • 1.2 陶瓷涂层材料
  • 1.2.1 陶瓷涂层材料的分类
  • 1.2.2 陶瓷涂层材料的制备工艺
  • 1.3 低膨胀陶瓷材料
  • 1.3.1 陶瓷材料的热膨胀性
  • 1.3.2 多晶与复合材料的热膨胀性
  • 1.3.3 锂铝硅酸盐陶瓷热膨胀性
  • 1.3.4 涂层的热膨胀性
  • 1.4 LAS微晶玻璃陶瓷
  • 1.4.1 微晶玻璃的制备方法
  • 1.4.2 LAS低膨胀微晶玻璃
  • 1.5 LAS陶瓷的抗弯曲性能
  • 1.6 LAS陶瓷的介电性能
  • 1.7 课题研究内容
  • 第二章 实验方案
  • 2.1 实验药品与实验设备
  • 2.1.1 实验药品
  • 2.1.2 实验设备
  • 2.2 实验方法
  • 2.3 试样制备
  • 2.3.1 陶瓷涂层粉体的制备
  • 2.3.2 涂层的喷涂
  • 2.3.3 涂层与基体的烧结
  • 2.4 涂层的性能测试
  • 2.4.1 差热分析
  • 2.4.2 XRD分析
  • 2.4.3 扫描电镜分析
  • 2.4.4 热膨胀测试
  • 2.4.5 弯曲强度测试
  • 2.4.6 密度值测定
  • 2.4.7 介电性能测试
  • 2.5 其他分析
  • 2.6 石英陶瓷天线罩表面涂层的要求
  • 第三章 涂层原料熔块的制备及性能研究
  • 3.1 锂辉石的制备及性能研究
  • 3.1.1 锂辉石的制备
  • 3.1.2 样品的测试分析
  • 3.2 锂霞石的制备及性能研究
  • 3.2.1 锂霞石的制备
  • 3.2.2 样品的测试分析
  • 3.3 涂层中低温熔块的制备及热膨胀系数的测定
  • 3.4 涂层组分的多相性和非均质性
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 陶瓷涂层粉体的配方设计及烧结制度的确定
  • 4.1 涂层组份设计
  • 4.2 涂层烧结制度的确定
  • 4.3 涂层的结构与性能研究
  • 4.3.1 涂层的组织结构
  • 4.3.2 涂层的组成
  • 4.3.3 涂层的热膨胀系数
  • 4.3.4 涂层的烧结密度
  • 4.3.5 涂层的介电性
  • 4.4 涂层与基体的结合性实验
  • 4.5 涂层组分的优化设计
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 添加剂对涂层性能的影响
  • 2O8的晶体结构和负热膨胀特性'>5.1 ZrW2O8的晶体结构和负热膨胀特性
  • 2O8的晶体结构'>5.1.1 ZrW2O8的晶体结构
  • 2O8的负热膨胀理论'>5.1.2 ZrW2O8的负热膨胀理论
  • 2O8的制备'>5.2 添加剂ZrW2O8的制备
  • 2O8对涂层性能的影响'>5.3 添加剂ZrW2O8对涂层性能的影响
  • 2O8对涂层熔点的影响'>5.3.1 ZrW2O8对涂层熔点的影响
  • 2O8对涂层热膨胀系数的影响'>5.3.2 ZrW2O8对涂层热膨胀系数的影响
  • 2O8对涂层显微结构的影响'>5.3.3 ZrW2O8对涂层显微结构的影响
  • 2对涂层性能的影响'>5.4 晶核剂TiO2对涂层性能的影响
  • 2对涂层主晶相的影响'>5.4.1 TiO2对涂层主晶相的影响
  • 2对涂层显微结构的影响'>5.4.2 TiO2对涂层显微结构的影响
  • 2对涂层热膨胀系数的影响'>5.4.3 TiO2对涂层热膨胀系数的影响
  • 2对涂层力学性能的影响'>5.4.4 TiO2对涂层力学性能的影响
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间的科研成果

    • 相关论文文献

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