石英陶瓷复合材料介电性能研究

石英陶瓷复合材料介电性能研究

廉云清1，2，唐萍萍1，2，张翠翠1，2，周绍建1，2，杨 杰1，2

（1. 西安航天复合材料研究所，西安 710025；2. 高性能碳纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心，西安 710089）

摘 要：采用溶胶-凝胶法制备了石英/石英陶瓷复合材料，并采用矢量网络分析仪短路波导法对石英陶瓷复合材料介电性能随密度、热处理工艺和频率的变化规律进行测试。结果表明：低密度石英陶瓷复合材料介电常数较低，较高热处理温度或较长保温时间，有利于去除材料表面的炭杂质，提高石英陶瓷复合材料的介电性能。关键词：石英陶瓷复合材料；频率；介电性能

中图分类号： V259 文献标识码： A 文章编号： 1007-9815（2017）02-0046-04

Study on dielectric properties of quartz ceramic composites

LIAN Yun-qing 1,2, TANG Ping-ping 1,2, ZHANG Cui-cui 1,2, ZHOU Shao-jian 1,2, YANG Jie 1,2

( 1. Xi'an Aerospace Composites Research Institute, Xi'an 710025 China; 2. National and Local Union Engineering Research Center of High performance Carbon Fiber Manufacture and Application, Xi'an 710089 China )

Abstract: The quartz ceramic composite is fabricated by Sol-gel method. The dielectric properties of quartz com-posites and the effect under different density, heating temperature, frequency are tested by vertical network ana-lyzer waveguide system with one shorted end.. The results show that the composite has less carbon impurity on the surface, the best dielectric properties when the heat treatment temperature is higher or holding time is longer. Key words: quartz composite material; frequency; dielectric properties

V ol.42 No.2Apr. 2017

高科技纤维与应用

Hi-Tech Fiber & Application

第42卷 第2期2017年4月

定稿日期： 2017-03-25

作者简介： 廉云清（1983-），女，陕西渭南人，硕士，工程师，从事石英透波复合材料研究，(电子信箱)yunqing1005@https://www.wendangku.net/doc/ee10761774.html, 。

0 引言

透波材料是指对电磁波“透明”的材料，它广泛应用于军用飞行器和民航飞机上的天线窗和天线罩，是保护整个微波系统在恶劣环境正常工作的一种多功能电介质材料[1～2]。设计过程中，介电性能是考核透波性能好坏的核心参数。石英陶瓷复合材料以石英纤维编织体为增强体，硅溶胶凝胶颗粒为基体。其使用温度高（可在1 000～1 600 ℃长期使用），介电性能好（介电常数为3.0～3.2），且随温度的升高介电性能变化小，飞行速度5～7 马赫的天线罩、天线窗等构件的首选材料。研究通过对石英陶瓷复合材料介电性能的

测试，分析热处理工艺、测试频率对石英陶瓷复合材料介电性能的影响规律。

1 试验

1.1 原材料

石英纤维预制体，高纯硅溶胶，无水乙醇，硫酸，去离子水。1.2 试样制备1.2.1 预制体制备

采用无水乙醇浸泡和热处理相结合工艺除去石英预制表面的浸润剂，经硫酸除去碳化物，然后用去离子水去酸，并于恒温干燥箱中烘干。