透微波陶瓷材料的研究现状.pdf

第24卷第3期陶瓷学报Vol.24,No.3

2003年9月JOURNALOFCERAMICSSep.2003

文章编号:1000-2278(2003)03-0189-04

透微波陶瓷材料的研究现状

陈虹3张联盟罗文辉

(山东工业陶瓷研究设计院,淄博:255031,3武汉理工大学)

摘要
综述了透微波陶瓷材料的研究概况,分析了材料设计的基本原则,对二氧化硅、氧化硅、氮化硼及磷酸盐等透微波陶瓷材料体
系进行了较全面的论述,并简要介绍了透微波陶瓷材料的制备工艺,最后展望了陶瓷天线罩材料的发展趋势。
关键词:陶瓷,透微波材料,研究现状
中图法分类号:TQ174.75+8文献标识码:A

PRESENTSTATUSONTHEMICROWAVE-TRANSMITTING
CERAMICMATERIALS

ChenHong3ZhangLianmengLuoWenhui
(ShangdongResearch&DesignInstituteofIndustrialCeramics,3WuhanUniveristyofTechnology)

Abstract

Thispaperintroducedrecentprogressinstudiesofthemicrowave-transmittingceramicmaterialsandrelatedresearch

fields.Thebasicdesignprinciplewasanalyzed.Themicrowave-transmittingceramicsmaterialssuchasSiO2,Si3N4,BNetc.
weredescribedandpreparationofthetransmittingceramicwasbrieflyintroduced.Thedevelopmenttrendinthetransmittingce2
ramicmaterialswaspredictedatlast.
Keywordsceramics,microwave-transmittingmaterials,presentstatus

由于陶瓷材料具有较高的力学性能,适宜的介电
1前言性能及较好的隔热性能,是天线罩的首选材料之一。
透微波陶瓷材料种类和结构形式较多,但能适用于制
随着现代雷达技术的发展需求,用于制造包括雷作超高速精确制导雷达天线罩的材料并不多,主要是
达天线罩、空间滤波器、宽频带滤波墙等微波电磁窗口因为它对材料防热、承载和电气性能的要求都极高,限
的透波材料有了较大的发展。天线罩微波电磁窗口是制了材料结构组份的设计与选择。本文就透微波陶瓷
一种用于保护天线或整个微波系统免受外部有害环境材料的设计与选择及几种透微波陶瓷的材料体系的研
影响的壳体,一般由天然或人工材料制造。机载、弹载究现状作简要的评述。
和其它飞行器上的天线罩还有改善气动外型的作用。
〔〕
舰载、车载和地面天线,以及精密跟踪测量雷达、射电2透微波材料的设计与选择2-4
天文望远镜等的天线上使用天线罩,可大大提高其瞄
〔〕
准精度1。材料是天线罩研制的重要基础,没有好的天线罩

收稿日期:2003-01-15
作者简介:陈虹,高级工程师
091《陶瓷学报》2003年第3期

材料,再好的电性能设计也不会成为现实。天线罩是
功能性复合材料结构件,天线罩材料要满足介电性能、3透波陶瓷材料体系
力学性能、寿命、工艺性和重量等要求。材料的介电性
能(介电常数和损耗角正切)直接影响天线罩的电性随着航空航天技术的发展,选用作天线罩的透微
能,是选择材料的重要依据。损耗角正切(tgδ)越大,波陶瓷材料经过了如下的发展路线:纤维增强塑料
电磁波能量透过天线罩过程中转化为热量而损耗掉的氧化铝陶瓷微晶玻璃石英陶瓷复合
能量就越多。介电常数(ε)越大,则电磁波在空气与天材料。目前各军事强国都在研制发展新型精确制导地
线罩壁分界面上的反射就越大,这将增加镜像波瓣电P地、地P空、高马赫数巡航导弹、反辐射和反弹道导弹,
平并降低传输效率。因此,要求天线罩材料的损耗角促使天线罩材料向高性能、多功能方向发展。
正切低至接近于零,介电常数尽可能小,以达到“最大3.1二氧化硅材料
传输”和“最小反射”的目的。低介电常数的材料还能二氧化硅材料主要指石英玻璃、石英陶瓷材料与

给天线罩带来宽频带响应,允许放宽壁厚公差,从而降石英纤维织物增强二氧化硅基复合材料;高纯SiO2材
低制造成本。料密度低(2.2gPcm3),热膨胀系数小(0.5×10-6K),介
由于飞行中的天线罩要承受由空气动力和纵向或电性、抗热冲击性和环境稳定性等综合性能优良,而其
横向加速度引起的机械应力,因此要求天线罩材料在最大的特点是它在高温融化后熔融态的黏度特