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透波氮化 硅陶瓷天线罩及其制备方法

阅读：1079发布：2020-06-05

专利汇可以提供透波氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了透波氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法。所述透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法包括制备造粒粉体、造粒粉体成型制备毛坯、毛坯热处理、毛坯精密加工、涂覆耐高温透波涂料等工艺步骤。本发明所述透波氮化硅陶瓷天线罩具有较高的机械强度和透波系数，以及较低的介电常数和机械损耗，满足陶瓷天线罩的性能要求，适合在航空航天行业使用。，下面是透波氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将氮化硅、氧化钐、三氧化二镧、氧化镝、碳化硅、增强剂、聚维酮混合均匀，得到混合粉体；将混合粉体与无水乙醇按照固液比1：(3～10)(g/mL)充分混匀，以氮化硅磨介球为介质，球磨24～48小时，然后经过喷雾造粒制成造粒粉体；
步骤2：将造粒粉体装在陶瓷天线罩成型模具中，在压力40～80MPa的条件下成型，得到毛坯；
步骤3：将毛坯在真空脱脂炉中从室温升温至500～700℃，绝对压强保持在0.005MPa至
0.01MPa；然后将毛坯转移至气氛压力烧结炉内，充入1.0～1.2MPa的氮气，升温至1600～
1800℃，在1600～1800℃保温2～4小时，然后随炉冷却，得到烧结后的毛坯；将烧结后的毛坯在马弗炉内升温至800～900℃，在800～900℃保温2～4小时，得到热处理后的毛坯；
步骤4：将热处理后的毛坯精密加工至所需尺寸，得到精密加工后的坯体；
步骤5：在精密加工后的坯体表面涂覆耐高温透波涂料，获得透波氮化硅陶瓷天线罩。
2.根据权利要求1所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，其特征在于，在步骤1中，混合粉体的组成为：氧化钐1～3wt％、三氧化二镧1～3wt％、氧化镝1～3wt％、碳化硅10～
15wt％、增强剂2～8wt％、聚维酮6～10wt％，余量为氮化硅。
3.根据权利要求1所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，其特征在于，所述耐高温透波涂料通过以下方法制备得到：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比(5～30)：(70～95)混合均匀，在130～160℃恒温回流反应1～3小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：(10～15)混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量1～3％的促进剂，于40～70℃搅拌均匀后，使用稀释剂调节体系粘度使其比重达到0.9～1.2，即制得耐高温透波涂料。
4.根据权利要求1所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，其特征在于，所述耐高温透波涂料通过以下方法制备得到：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比(5～30)：(70～95)混合均匀，在130～160℃恒温回流反应1～3小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂按照质量比(5～25)：(75～95)混合均匀，在130～160℃进行恒温回流反应1～3小时，得到氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：(10～15)混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量1～3％的促进剂，于40～70℃搅拌均匀后，使用稀释剂调节体系粘度使其比重达到0.9～1.2，即制得耐高温透波涂料。
5.根据权利要求1所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，其特征在于，所述耐高温透波涂料通过以下方法制备得到：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比(5～30)：(70～95)混合均匀，在130～160℃恒温回流反应1～3小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂按照质量比(5～25)：(75～95)混合均匀，在130～160℃进行恒温回流反应1～3小时，得到氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将纳米二氧化钛以固液比1：(20～50)(g/mL)加入到无水乙醇中，超声分散30～60分钟，得到纳米二氧化钛分散液；将纳米二氧化钛分散液和氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂混合均匀，纳米二氧化钛的质量为氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的0.05～0.25倍，在130～150℃恒温回流反应2～4小时，得到纳米二氧化钛/氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将纳米二氧化钛/氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：(10～15)混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量1～3％的促进剂，于40～70℃搅拌均匀后，使用稀释剂调节体系粘度使其比重达到0.9～1.2，即制得耐高温透波涂料。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，其特征在于，所述促进剂为三乙醇胺、三乙胺、DMP-30、二甲基苯胺、二正丁胺、三(二乙胺基)硅烷中的一种。
7.根据权利要求3～5中任一项所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为环己酮、无水乙醇、乙二醇中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1或2所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，其特征在于，所述增强剂为石英纤维、酚醛基碳纤维、改性酚醛基碳纤维中的一种或多种的混合物。
9.根据权利要求8所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，其特征在于，所述改性酚醛基碳纤维使用以下方法制备得到：
(1)将热塑性酚醛树脂以固液比1：(5～20)(g/mL)溶于无水乙醇中，过滤取滤液；将滤液干燥得到干燥后的热塑性酚醛树脂；利用高速粉磨分散机将纳米氧化铝与干燥后的热塑性酚醛树脂按照质量比(0.5～3)：100混合均匀，得到混合物；将混合物放置于单螺杆纺丝机的加料桶中进行熔融纺丝，调节温度至130～155℃，调节压力至0.4～0.6MPa，得到改性酚醛纤维原丝；
(2)将改性酚醛树脂纤维原丝以固液比1：(40～100)(g/mL)加入固化液中，从室温加热至90～100℃，在900～100℃恒温2～4小时，进行固化交联反应；待反应结束后，将改性酚醛树脂纤维原丝捞出，用水洗涤至洗液呈中性，干燥得到交联后的改性酚醛树脂纤维原丝；其中所述固化液的组成为：甲醛15～20wt％，盐酸10～15wt％，余量为水；
(3)将交联后的改性酚醛树脂纤维原丝置于管式炉中，从室温加热至800～900℃，在
800～900℃恒温1～2小时，待自然冷却至室温，取出即得到改性酚醛基碳纤维。
10.透波氮化硅陶瓷天线罩，其特征在于，采用权利要求1～9中任一项所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法加工而成。

说明书全文

透波氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及天线罩技术领域，特别是涉及透波氮化硅陶瓷天线罩及其制备方法。

背景技术

[0002] 天线罩是保护天线系统免受外部环境影响的结构物。天线罩在电气上应具有良好的电磁辐射透过性能，且对不同频率波段的电磁波具有良好的选择性，天线罩通常在露天环境中工作，直接受到自然界中的暴风雨、冰雪、沙尘及太阳辐射等的侵袭，这使得天线精度降低、寿命缩短，因此天线罩在结构上应能经受自然界恶劣环境的侵袭。现有天线罩介电常数较高、介电损耗较大，与空气匹配性较差。公布号为CN101826657A的中国专利披露了一种双极化天线结构、天线罩及其设计方法，通过这种方法设计的双极化天线罩提升了天线的增益，同时降低了天线及天线罩的整体厚度。上述发明天线罩主要用于提高天线的增益，但存在着天线罩较厚重、空气阻抗匹配程度较差、介电常数较高的缺陷，亦未提及在天线罩结构中增加一层低介电常数、低损耗且具有良好空气匹配性的保护层，因此本发明主要探讨如何开发一种封装工艺简单、质地轻薄、具有良好空气匹配性能和透波性能的新型天线罩。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题之一是提供一种透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法。

[0004] 本发明公开一种透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，包括以下步骤：

[0005] 步骤1：将氮化硅、氧化钐、三氧化二镧、氧化镝、碳化硅、增强剂、聚维酮混合均匀，得到混合粉体；将混合粉体与无水乙醇按照固液比1：(3～10)(g/mL)充分混匀，以氮化硅磨介球为介质，球磨24～48小时，然后经过喷雾造粒制成造粒粉体；

[0006] 步骤2：将造粒粉体装在陶瓷天线罩成型模具中，在压力40～80MPa的条件下成型，得到毛坯；

[0007] 步骤3：将毛坯在真空脱脂炉中从室温升温至500～700℃，绝对压强保持在0.005MPa至0.01MPa；然后将毛坯转移至气氛压力烧结炉内，充入1.0～1.2MPa的氮气，升温至1600～1800℃，在1600～1800℃保温2～4小时，然后随炉冷却，得到烧结后的毛坯；将烧结后的毛坯在马弗炉内升温至800～900℃，在800～900℃保温2～4小时，得到热处理后的毛坯；

[0008] 步骤4：将热处理后的毛坯精密加工至所需尺寸，得到精密加工后的坯体；

[0009] 步骤5：在精密加工后的坯体表面涂覆耐高温透波涂料，获得透波氮化硅陶瓷天线罩。

[0010] 进一步地，在步骤1中，混合粉体的组成为：氧化钐1～3wt％、三氧化二镧1～3wt％、氧化镝1～3wt％、碳化硅10～15wt％、增强剂2～8wt、聚维酮6～10wt％，余量为氮化硅。

[0011] 在本发明的一些技术方案中，所述耐高温透波涂料通过以下方法制备得到：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比(5～30)：(70～95)混合均匀，在130～160℃恒温回流反应1～3小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：(10～15)混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量1～3％的促进剂，于40～70℃搅拌均匀后，使用稀释剂调节体系粘度使其比重达到0.9～1.2，即制得耐高温透波涂料。

[0012] 在本发明的一些技术方案中，所述耐高温透波涂料通过以下方法制备得到：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比(5～30)：(70～95)混合均匀，在130～160℃恒温回流反应1～3小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂按照质量比(5～25)：(75～95)混合均匀，在130～160℃进行恒温回流反应1～3小时，得到氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：(10～15)混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量1～3％的促进剂，于
40～70℃搅拌均匀后，使用稀释剂调节体系粘度使其比重达到0.9～1.2，即制得耐高温透波涂料。

[0013] 在本发明的一些技术方案中，所述耐高温透波涂料通过以下方法制备得到：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比(5～30)：(70～95)混合均匀，在130～160℃恒温回流反应1～3小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂按照质量比(5～25)：(75～95)混合均匀，在130～160℃进行恒温回流反应1～3小时，得到氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将纳米二氧化钛以固液比1：(20～50)(g/mL)加入到无水乙醇中，超声分散30～60分钟，得到纳米二氧化钛分散液；将纳米二氧化钛分散液和氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂混合均匀，纳米二氧化钛的质量为氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的0.05～0.25倍，在130～150℃恒温回流反应2～4小时，得到纳米二氧化钛/氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将纳米二氧化钛/氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：(10～15)混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量1～
3％的促进剂，于40～70℃搅拌均匀后，使用稀释剂调节体系粘度使其比重达到0.9～1.2，即制得耐高温透波涂料。

[0014] 在上述三种技术方案中，所述促进剂为三乙醇胺、三乙胺、DMP-30、二甲基苯胺、二正丁胺、三(二乙胺基)硅烷中的一种。

[0015] 在上述三种技术方案中，所述稀释剂为环己酮、无水乙醇、乙二醇中的一种或几种的混合物。

[0016] 进一步地，所述增强剂为石英纤维、酚醛基碳纤维、改性酚醛基碳纤维中的一种或多种的混合物。更优选地，所述增强剂为石英纤维和改性酚醛基碳纤维以质量比1:1组成的混合物。

[0017] 所述酚醛基碳纤维使用以下方法制备得到：

[0018] (1)将热塑性酚醛树脂以固液比1：(5～20)(g/mL)溶于无水乙醇中，过滤取滤液；将滤液干燥得到干燥后的热塑性酚醛树脂；将干燥后的热塑性酚醛树脂放置于单螺杆纺丝机的加料桶中进行熔融纺丝，调节温度至130～155℃，调节压力至0.4～0.6MPa，得到酚醛纤维原丝；

[0019] (2)将酚醛树脂纤维原丝以固液比1：(40～100)(g/mL)加入固化液中，从室温加热至90～100℃，在90～100℃恒温2～4小时，进行固化交联反应；待反应结束后，将酚醛树脂纤维原丝捞出，用水洗涤至洗液呈中性，干燥得到交联后的酚醛树脂纤维原丝；其中所述固化液的组成为：甲醛15～20wt％，盐酸10～15wt％，余量为水；

[0020] (3)将交联后的酚醛树脂纤维原丝置于管式炉中，从室温加热至800～900℃，在800～900℃恒温1～2小时，待自然冷却至室温，取出即得到酚醛基碳纤维。

[0021] 所述改性酚醛基碳纤维使用以下方法制备得到：

[0022] (1)将热塑性酚醛树脂以固液比1：(5～20)(g/mL)溶于无水乙醇中，过滤取滤液；将滤液干燥得到干燥后的热塑性酚醛树脂；利用高速粉磨分散机将纳米氧化铝与干燥后的热塑性酚醛树脂按照质量比(0.5～3)：100混合均匀，得到混合物；将混合物放置于单螺杆纺丝机的加料桶中进行熔融纺丝，调节温度至130～155℃，调节压力至0.4～0.6MPa，得到改性酚醛纤维原丝；

[0023] (2)将改性酚醛树脂纤维原丝以固液比1：(40～100)(g/mL)加入固化液中，从室温加热至90～100℃，在90～100℃恒温2～4小时，进行固化交联反应；待反应结束后，将改性酚醛树脂纤维原丝捞出，用水洗涤至洗液呈中性，干燥得到交联后的改性酚醛树脂纤维原丝；其中所述固化液的组成为：甲醛15～20wt％，盐酸10～15wt％，余量为水；

[0024] (3)将交联后的改性酚醛树脂纤维原丝置于管式炉中，从室温加热至800～900℃，在800～900℃恒温1～2小时，待自然冷却至室温，取出即得到改性酚醛基碳纤维。

[0025] 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种透波氮化硅陶瓷天线罩，使用上述任一项所述的透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法加工而成。

[0026] 本发明所述透波氮化硅陶瓷天线罩具有较高的机械强度和透波系数，以及较低的介电常数和机械损耗，满足陶瓷天线罩的性能要求，适合在航空航天行业使用。

具体实施方式

[0027] 实施例中原料介绍如下：

[0028] 氮化硅，厂家辽宁德胜特种陶瓷制造有限公司，粒径1μm。

[0029] 氧化钐，厂家赣州市广利高新技术材料有限公司，粒径1μm。

[0030] 三氧化二镧，厂家上海水田材料科技有限公司，粒径1μm。

[0031] 氧化镝，厂家赣州市广利高新技术材料有限公司，粒径1μm。

[0032] 碳化硅，厂家安阳煜鼎冶金有限公司，粒径1μm。

[0033] 石英纤维，1000目，厂家河南神玖复合材料有限公司。

[0034] 聚维酮，型号K30，厂家东营市鸿亚化工有限公司。

[0035] 氮化硅磨介球，厂家昆山申嘉特种陶瓷有限公司，规格10mm。

[0036] 有机硅树脂，型号HLM888，厂家上海华羚树脂有限公司。

[0037] 酸酐固化剂，具体使用甲基六氢邻苯二甲酸酐，CAS号：25550-51-0。

[0038] 环已酮，CAS号：108-94-1。

[0039] 双酚A型环氧树脂，型号E-128，厂家无锡市长干化工有限公司。

[0040] 氰酸酯树脂，具体使用双酚A型二氰酸酯，型号BADCy HF-1，厂家上海慧峰科贸有限公司。

[0041] 纳米二氧化钛，粒径30-40nm，厂家江苏天行新材料有限公司。

[0042] 三乙醇胺，CAS号：102-71-6。

[0043] 三乙胺，CAS号：121-44-8。

[0044] DMP-30，CAS号：90-72-2。

[0045] 二甲基苯胺，CAS号：121-69-7。

[0046] 二正丁胺，CAS号：111-92-2。

[0047] 三(二乙胺基)硅烷，CAS号：15730-66-2。

[0048] 热塑性酚醛树脂，具体使用热塑性酚醛树脂2127，厂家无锡市明洋粘结材料有限公司。

[0049] 纳米氧化铝，厂家淄博诺达化工有限公司，粒度500目。

[0050] 在未具体说明的情况下，喷雾造粒的工艺条件为：进口温度170℃，出口温度70℃，氮气气氛。

[0051] 在未具体说明的情况下，搅拌转速为100转/分钟。

[0052] 在未具体说明的情况下，室温指25℃。

[0053] 耐高温性能的测试：将耐高温透波涂料用喷枪喷涂于氮化硅基片之上，每次喷涂的厚度约为0.2mm，每次喷涂后在烘箱中200℃干燥120分钟；当样品基本实干后，再继续喷耐高温透波涂料，反复10次，使氮化硅基底上的涂层厚度达到2mm，得到涂层样品。将表面未喷涂耐高温透波涂料的氮化硅样品放置在固定温度热源下，测试其背面温度达到200℃所需要的时间，即空白样品时间。再将表面涂覆有2mm厚度耐高温透波涂料涂层的氮化硅放置在固定温度热源下，其放置位置与空白样品相同，保证两者的温度，热流相同，测试涂覆样品背面温度达到200℃的时间，即试验样品时间。两者相减即可得出耐高温透波涂料的绝热参I200数值。I200数值越大，其耐高温性能越好。每种耐高温透波涂料喷涂五块氮化硅样品，将测试结果取平均值。

[0054] 透波性能的测试：将耐高温透波涂料用喷枪喷涂于30×30cm亚克力板上，当样品基本实干后，得到涂层样品。测试方法参照GB/T12190电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法。测试使用的微波信号源，型号为：E8251A，指标为：100kHz-20GHz；测试使用的频谱分析仪，型号为：E4440A，指标为：3Hz-26.5GHz；测试使用的双脊喇叭天线，型号为：DH610，指标为：1GHz-18GHz。测试频率范围为1GHz-18GHz。将尺寸为300mm×300mm的样品放置在屏蔽室开口上，并压紧，测量样品的透波效能。

[0055] 介电性能的测试：将耐高温透波涂料用喷枪喷涂于30×30cm聚四氟乙烯块上，当样品基本实干后，得到涂层样品。采用波导法测量样品的介电参数。测试仪器为美国安捷伦(Agilent)E8362B型微波矢量网络分析仪。测试频率范围为1GHz-18GHz。

[0056] 实施例1～5

[0057] 透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，包括以下步骤：

[0058] 步骤1：将氮化硅70wt％、氧化钐2wt％、三氧化二镧2wt％、氧化镝3wt％、碳化硅11wt％、石英纤维6wt％、聚维酮9wt％混合均匀，得到混合粉体；将混合粉体与无水乙醇按照固液比1：5(g/mL)充分混匀，以规格10mm的氮化硅磨介球为介质，以1500转/分钟球磨48小时，然后经过喷雾造粒制成造粒粉体；

[0059] 步骤2：将造粒粉体装在陶瓷天线罩成型模具中，在压力80MPa的条件下成型，得到毛坯；

[0060] 步骤3：将毛坯在真空脱脂炉中以0.3℃/分钟从室温升温至600℃，绝对压强保持在0.005MPa；然后将毛坯转移至气氛压力烧结炉内，充入1.2MPa的氮气，以2℃/分钟升温至1800℃，在1800℃保温2小时，然后随炉冷却，得到烧结后的毛坯；将烧结后的毛坯在马弗炉内以2℃/分钟升温至900℃，在900℃保温4小时，得到热处理后的900℃；

[0061] 步骤4：将热处理后的毛坯精密加工至所需尺寸，得到精密加工后的坯体；

[0062] 步骤5：在精密加工后的坯体表面涂覆2mm厚的耐高温透波涂料，获得透波氮化硅陶瓷天线罩。

[0063] 所述耐高温透波涂料通过以下方法制备得到：将有机硅树脂与环氧树脂按照一定的质量比混合均匀，在160℃恒温回流反应2.5小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：15混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量2％的三乙醇胺，于60℃搅拌均匀后，使用无水乙醇作为稀释剂调节体系粘度使其比重达到1.0(涂料比重参考GB1756-1979测量)，即制得耐高温透波涂料。

[0064] 实施例1～5的区别在于：有机硅树脂和环氧树脂的质量比不同，其中实施例1有机硅树脂和环氧树脂的质量比为5：95，实施例2有机硅树脂和环氧树脂的质量比为10：90，实施例3有机硅树脂和环氧树脂的质量比为20：80，实施例4有机硅树脂和环氧树脂的质量比为25：75，实施例5有机硅树脂和环氧树脂的质量比为30：70。

[0065] 表1耐高温透波涂料性能测试表

[0066]

[0067] 从表1可以看出，随着有机硅树脂含量的增加，耐高温透波涂料的耐高温性能提高明显，这说明当有机硅树脂含量较少时，进入到环氧树脂分子中的有机硅分子数量较少，还不足以和环氧树脂共同形成互穿网络聚合结构；当有机硅树脂和环氧树脂的质量比达到25：75时，耐高温性能最好；当有机硅树脂和环氧树脂的质量比达到30：70时，耐高温性能又开始下降，这可能是由于有机硅树脂与环氧树脂之间的相容性并不是非常好，部分没有参与互穿反应的有机硅树脂会自动团聚，与体系中的环氧树脂产生明显的界面，当团聚尺寸达到一定程度时，就降低了耐高温透波涂料的性能。

[0068] 实施例6～10

[0069] 透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，包括以下步骤：

[0070] 步骤1：将氮化硅70wt％、氧化钐2wt％、三氧化二镧2wt％、氧化镝3wt％、碳化硅11wt％、石英纤维6wt％、聚维酮9wt％混合均匀，得到混合粉体；将混合粉体与无水乙醇按照固液比1：5(g/mL)充分混匀，以规格10mm的氮化硅磨介球为介质，以1500转/分钟球磨48小时，然后经过喷雾造粒制成造粒粉体；

[0071] 步骤2：将造粒粉体装在陶瓷天线罩成型模具中，在压力80MPa的条件下成型，得到毛坯；

[0072] 步骤3：将毛坯在真空脱脂炉中以0.3℃/分钟从室温升温至600℃，绝对压强保持在0.005MPa；然后将毛坯转移至气氛压力烧结炉内，充入1.2MPa的氮气，以2℃/分钟升温至1800℃，在1800℃保温2小时，然后随炉冷却，得到烧结后的毛坯；将烧结后的毛坯在马弗炉内以2℃/分钟升温至900℃，在900℃保温4小时，得到热处理后的900℃；

[0073] 步骤4：将热处理后的毛坯精密加工至所需尺寸，得到精密加工后的坯体；

[0074] 步骤5：在精密加工后的坯体表面涂覆2mm厚的耐高温透波涂料，获得透波氮化硅陶瓷天线罩。

[0075] 所述耐高温透波涂料通过以下方法制备得到：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比25：75混合均匀，在160℃恒温回流反应2.5小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂按照一定的质量比混合均匀，在140℃恒温回流反应2小时，得到氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：15混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量2％的三乙醇胺，于60℃搅拌均匀后，使用无水乙醇作为稀释剂调节体系粘度使其比重达到1.0(涂料比重参考GB1756-1979测量)，即制得耐高温透波涂料。

[0076] 实施例6～10的区别在于：氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂按照质量比不同，其中实施例6氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为5：95，实施例7氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为10：90，实施例8氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为15：85，实施例9氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为20：80，实施例10氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为25：75。

[0077] 表2耐高温透波涂料性能测试表

[0078]

[0079]

[0080] 从表2可以看出，当氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为5：95时耐高温透波涂料的性能变化不大；这可能是因为进入到有机硅/环氧改性树脂分子中的氰酸酯树脂分子数量少，其程度还不足以对有机硅/环氧改性树脂性能的性能产生大的影响；随着氰酸酯树脂含量的增加，氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的耐高温性能开始降低，而其介电性能与透波性能逐步提高；当氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为10：90时，耐高温性能比纯有机硅/环氧IPN改性树脂性能脂下降了20％左右，但其透波率与介电性能明显提高；当氰酸酯树脂质量分数继续提高时，耐高温性能开始加速下降，同时透波性能与介电性能的提升却十分有限，这主要是由于随着氰酸酯树脂含量的增加氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的介电性能和透波性能逐步接近氰酸酯树脂，达到一个极限，无法继续降低，但是其耐高温性能却随着氰酸酯树脂的增加而继续下降。因此选择实施例7的氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为10：90作为最佳比例。

[0081] 实施例11～15

[0082] 透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，包括以下步骤：

[0083] 步骤1：将氮化硅70wt％、氧化钐2wt％、三氧化二镧2wt％、氧化镝3wt％、碳化硅11wt％、石英纤维6wt％、聚维酮9wt％混合均匀，得到混合粉体；将混合粉体与无水乙醇按照固液比1：5(g/mL)充分混匀，以规格10mm的氮化硅磨介球为介质，以1500转/分钟球磨48小时，然后经过喷雾造粒制成造粒粉体；

[0084] 步骤2：将造粒粉体装在陶瓷天线罩成型模具中，在压力80MPa的条件下成型，得到毛坯；

[0085] 步骤3：将毛坯在真空脱脂炉中以0.3℃/分钟从室温升温至600℃，绝对压强保持在0.005MPa；然后将毛坯转移至气氛压力烧结炉内，充入1.2MPa的氮气，以2℃/分钟升温至1800℃，在1800℃保温2小时，然后随炉冷却，得到烧结后的毛坯；将烧结后的毛坯在马弗炉内以2℃/分钟升温至900℃，在900℃保温4小时，得到热处理后的900℃；

[0086] 步骤4：将热处理后的毛坯精密加工至所需尺寸，得到精密加工后的坯体；

[0087] 步骤5：在精密加工后的坯体表面涂覆2mm厚的耐高温透波涂料，获得透波氮化硅陶瓷天线罩。

[0088] 所述耐高温透波涂料通过以下方法制备：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比25：75混合均匀，在160℃恒温回流反应2.5小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂按照质量比10:90混合均匀，在140℃恒温回流反应2小时，得到氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将纳米二氧化钛以固液比1：20(g/mL)加入到无水乙醇中，在超声功率300W的条件下超声分散30分钟，得到纳米二氧化钛分散液；将纳米二氧化钛分散液和氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂混合均匀，在140℃恒温回流反应3小时，得到纳米二氧化钛/氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将纳米二氧化钛/氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：15混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量2％的三乙醇胺，于60℃搅拌均匀后，使用无水乙醇作为稀释剂调节体系粘度使其比重达到1.0(涂料比重参考GB1756-1979测量)，即制得耐高温透波涂料。

[0089] 实施例11～15的区别在于：实施例11固体纳米二氧化钛与氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为0.05，实施例12固体纳米二氧化钛与氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为0.1，实施例13固体纳米二氧化钛与氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为0.15，实施例14固体纳米二氧化钛与氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为0.20，实施例15固体纳米二氧化钛与氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为0.25。

[0090] 表3耐高温透波涂料性能测试表

[0091]

[0092] 从表3可以看出，当添加纳米二氧化钛后纳耐高温透波涂料的耐高温性能即出现较大的改善，这是由于涂层中引入了纳米二氧化钛粒子后，形成了以硅原子为核心的互穿聚合结构；同时由于涂层内部形成了互穿聚合结构，改善其内部的结构对称性，进而改善了涂层的介电性能与透波性能；随着纳米二氧化钛含量的增加，耐高温透波涂料的耐高温性能、介电性能与透波性能进一步提高；当固体纳米二氧化钛与氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比达到0.15时，涂层的耐高温性能、介电性能与透波性能基本不再变化达到最大值；而当纳米二氧化钛质量分数继续提高时，耐高温性能开始下降，同时透波性能与介电性能也开始下降，这主要是由于大量的纳米二氧化钛粒子被引入的同时无法全部形成互穿聚合网络，有部分纳米二氧化钛粒子在样品涂层中成为游离态粒子，这样不仅降低了涂层内部结构的稳定性还破坏涂层内部的对称性，造成耐高温性能、介电性能与透波性能全部下降。

[0093] 实施例16～20

[0094] 透波氮化硅陶瓷天线罩的制备方法，包括以下步骤：

[0095] 步骤1：将氮化硅70wt％、氧化钐2wt％、三氧化二镧2wt％、氧化镝3wt％、碳化硅11wt％、石英纤维6wt％、聚维酮9wt％混合均匀，得到混合粉体；将混合粉体与无水乙醇按照固液比1：5(g/mL)充分混匀，以规格10mm的氮化硅磨介球为介质，以1500转/分钟球磨48小时，然后经过喷雾造粒制成造粒粉体；

[0096] 步骤2：将造粒粉体装在陶瓷天线罩成型模具中，在压力80MPa的条件下成型，得到毛坯；

[0097] 步骤3：将毛坯在真空脱脂炉中以0.3℃/分钟从室温升温至600℃，绝对压强保持在0.005MPa；然后将毛坯转移至气氛压力烧结炉内，充入1.2MPa的氮气，以2℃/分钟升温至1800℃，在1800℃保温2小时，然后随炉冷却，得到烧结后的毛坯；将烧结后的毛坯在马弗炉内以2℃/分钟升温至900℃，在900℃保温4小时，得到热处理后的900℃；

[0098] 步骤4：将热处理后的毛坯精密加工至所需尺寸，得到精密加工后的坯体；

[0099] 步骤5：在精密加工后的坯体表面涂覆2mm厚的耐高温透波涂料，获得透波氮化硅陶瓷天线罩。

[0100] 所述耐高温透波涂料通过以下方法制备：将有机硅树脂与环氧树脂按照质量比25：75混合均匀，在160℃恒温回流反应2.5小时，得到有机硅/环氧共聚改性树脂；将氰酸酯树脂与有机硅/环氧共聚改性树脂按照质量比10:90混合均匀，在140℃恒温回流反应2小时，得到氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将纳米二氧化钛以固液比1：20(g/mL)加入到无水乙醇中，在超声功率300W的条件下超声分散30分钟，得到纳米二氧化钛分散液；将纳米二氧化钛分散液和氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂混合均匀，固体纳米二氧化钛与氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂的质量比为0.15，在140℃恒温回流反应3小时，得到纳米二氧化钛/氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂；将纳米二氧化钛/氰酸酯/有机硅/环氧共聚改性树脂和酸酐固化剂以质量比100：15混合均匀，得到混合物；向混合物中加入混合物质量
2％的促进剂，于60℃搅拌均匀后，使用无水乙醇作为稀释剂调节体系粘度使其比重达到
1.0(涂料比重参考GB1756-1979测量)，即制得耐高温透波涂料。

[0101] 实施例16～20的区别在于：实施例16使用的促进剂为三乙胺，实施例17使用的促进剂为DMP-30，实施例18使用的促进剂为二甲基苯胺，实施例19使用的促进剂为二正丁胺，实施例20使用的促进剂为三(二乙胺基)硅烷。

[0102] 表4耐高温透波涂料性能测试表

[0103]

[0104]

[0105] 从表4可以看出，相较于胺类促进剂，硅烷促进剂的促进效果更强，这可能是因为硅烷的促进效果并不是因为其与纳米二氧化钛/有机硅/环氧/氰酸酯共聚改性树脂涂料体系中的环氧基反应而产生，而是其作为有机硅促进剂，与纳米二氧化钛/有机硅/环氧/氰酸酯共聚改性涂料体系中的有机硅发生反应而产生的，因此得到的涂料体系的耐高温性能有所提高。

[0106] 实施例21

[0107] 实施例21与实施例20基本相同，区别仅在于：将石英纤维替换为酚醛基碳纤维。

[0108] 所述酚醛基碳纤维使用以下方法制备得到：

[0109] (1)将热塑性酚醛树脂以固液比1：10(g/mL)溶于无水乙醇中，使用300目尼龙筛过滤，取滤液；将滤液在50℃、绝对压强0.04MPa的条件下干燥8小时，得到干燥后的热塑性酚醛树脂；将干燥后的热塑性酚醛树脂放置于单螺杆纺丝机的加料桶中进行熔融纺丝，调节温度至140℃，调节压力至0.4MPa，得到酚醛纤维原丝；

[0110] (2)将酚醛树脂纤维原丝以固液比1：50(g/mL)加入固化液中，以升温速率20℃/h从室温加热至100℃，在100℃恒温3小时进行固化交联反应；待反应结束后，将酚醛树脂纤维原丝捞出，用去离子水洗涤至洗液呈中性，于60℃、绝对压强0.04MPa的条件下干燥8小时，得到交联后的酚醛树脂纤维原丝；其中所述固化液的组成为：甲醛18.5wt％，盐酸15wt％，余量为去离子水；

[0111] (3)将交联后的酚醛树脂纤维原丝置于管式炉中，以4℃/分钟的升温速率从室温加热至850℃，在850℃恒温1小时，待自然冷却至室温，取出即得到酚醛基碳纤维。

[0112] 实施例22

[0113] 实施例22与实施例20基本相同，区别仅在于：将石英纤维替换为改性酚醛基碳纤维。

[0114] 所述改性酚醛基碳纤维使用以下方法制备得到：

[0115] (1)将热塑性酚醛树脂以固液比1：10(g/mL)溶于无水乙醇中，使用300目尼龙筛过滤，取滤液；将滤液在50℃、绝对压强0.06MPa的条件下干燥8小时，得到干燥后的热塑性酚醛树脂；利用高速粉磨分散机将纳米氧化铝与干燥后的热塑性酚醛树脂按照质量比1：100混合均匀，得到混合物；将混合物放置于单螺杆纺丝机的加料桶中进行熔融纺丝，调节温度至140℃，调节压力至0.4MPa，得到改性酚醛纤维原丝；

[0116] (2)将改性酚醛树脂纤维原丝以固液比1：50(g/mL)加入固化液中，以升温速率20℃/h从室温加热至100℃，在100℃恒温3小时进行固化交联反应；待反应结束后，将改性酚醛树脂纤维原丝捞出，用去离子水洗涤至洗液呈中性，于60℃、绝对压强0.04MPa的条件下干燥8小时，得到交联后的改性酚醛树脂纤维原丝；其中所述固化液的组成为：甲醛18.5wt％，盐酸15wt％，余量为去离子水；

[0117] (3)将交联后的改性酚醛树脂纤维原丝置于管式炉中，以4℃/分钟的升温速率从室温加热至850℃，在850℃恒温1小时，待自然冷却至室温，取出即得到酚醛基碳纤维。

[0118] 实施例23

[0119] 实施例23与实施例20基本相同，区别仅在于：将石英纤维替换为石英纤维和改性酚醛基碳纤维以质量比1:1组成的混合物。

[0120] 所述改性酚醛基碳纤维的制备同实施例22。

[0121] 弯曲强度：采用RGM-4100型万能试验机测试样品的弯曲强度。将实施例20～23中透波氮化硅陶瓷天线罩按50mm×5mm×5mm打磨制备得到测试样，使用游标卡尺测量样品的长度、厚度以及宽度，按照GB/T6569-2006三点弯曲法测试本发明的透波氮化硅陶瓷天线罩的弯曲强度。

[0122] 表5透波氮化硅陶瓷天线罩弯曲强度测试表

[0123]

[0124] 应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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