陶瓷天线罩表面封孔防潮涂层的研究

《陶瓷天线罩表面封孔防潮涂层的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、陶瓷天线罩表面封孔防潮涂层的研究崔唐茵，崔文亮，杨显锋（山东工业陶瓷研究设计院，淄博255031）摘要：采用熔融石英粉、有机硅树脂和有机氟树脂为原料，对石英基体进行封孔和防潮处理，研究分析了体系、组成、结构和各项性能之间的关系。关键词：陶瓷天线罩；封孔；防潮；涂层；介电性能StudyonSealedandMoisture-ProofcoatingofCeramicRadomeCuitangyin，Cuiwenliang，Yangxianfeng（ShandongResearch&DesignInstituteofIndusrialCeramics,Zibo255031）Abstract：The

2、sealedandmoisture-proofcoatingisconsistedofquartz、organosiliconeresinandfluorocarbonresin。Treatquartzsystemwithsealedandmoisture-proof。Therelationamongsystem,composition,structureofcoatingandpropertieswasanalyzed。Theresulteshowthemoistureproofperformancewaspatencyimprovedoncoatingofradome。Keyword：ce

3、ramicradome；sealed；moisture-proof；coat；dielectricproperty陶瓷导弹天线罩是保证雷达天线系统正常工作的关键部件，它既是弹体的组成部分，又是雷达制导系统的组成部分，承担防热、透波和抗腐蚀的作用，保证导引头的正常工作。随着导弹飞行速度的不断提高，导弹天线罩材料由有机透波材料发展到无机透波材料。无机透波材料的特点是使用温度高、透波性能好、强度高，是高速战术导弹天线罩的理想材料[1-3]。但是这种材料的缺点是多孔结构和亲水性能，由于水的介电常数和介电损耗很大（25℃时介电常数约76，介电损耗约12），材料吸潮后饱和吸潮率高达10%，吸潮后测角误差明

4、显增大，严重影响材料的电性能。因此，陶瓷天线罩的封孔防潮保护成为不容忽视的问题，制备具有优异的透波性能、力学性能、耐环境性能及高温非碳化性能的封孔防潮透波多功能涂层是解决其问题的有效手段。[4-5]由于基体吸潮是由于表面活性基团和罩体多孔结构引起的，所以防潮处理必须从这两个方面入手，以达到彻底防潮的目的。1.试验1.1试验基体以及表面涂层的制备以注凝成型工艺制备的石英陶瓷基体为试验基体；以石英粉、有机硅改性树脂以及其他辅助原料制备封孔涂层；以氟碳树脂和有机硅改性树脂为主要组成，按一定比例混合，并加入适量外加剂制备防潮涂层。工艺1.2涂层性能a.涂覆于复合陶瓷天线罩表面，涂层均匀，厚度不超过0.

5、1mm；b.涂料本身具有较好的介电性能，涂覆、固化偶在一定的频率范围内具有较好的透波性能；c.工作的温度范围：-40~800℃，其中200~800℃持续工作时间为120s左右；d.涂层本身憎水，涂覆固化后具有良好的密封性和耐水性；e.涂料粒度小于孔径，可对基体空隙进行填充；f.与基体结合好。1.3性能测试采用陶瓷材料体积密度、显气孔率和吸水率的测试方法进行封孔前后密度、显气孔率和吸水率的变化对比；采用三点弯曲法进行强度的测试，通过扫描电镜进行微观结构变化，通过波导短路法进行介电常数和介电损耗角正切的测试。2.结果与讨论2.1封孔前后基体的微观分析石英陶瓷是熔融石英颗粒的堆积体，依靠颗粒间的紧密

6、接触结合在一起，内有较高的气孔率，这也是低热导率、低膨胀系数、低介电常数的原因，同时机械加工过程中造成的微裂纹与应力进一步降低了石英陶瓷的强度，提高了吸水率，严重影响了介电性能。图1是石英陶瓷基体的表面和断面的微观结构，可以看出机械加工后石英基体表面形成许多微裂纹。根据英格里斯（Inglis）断裂理论[6]，裂纹端部的应力：，式中为裂纹尖端处的最大应力；为外界给予的压力；2c为裂纹长度；p为端部曲率半径。当裂纹为圆孔时c=p,则应力系数最大为3。由此可见一条狭长的裂纹在端部形成的应力的程度。图2为封孔后石英基体的微观结构，可以看出表面裂纹得到弥补，表面粗糙度减小，使基体表面得到致密化。可见对基

7、体表面进行封孔可以提高基体的力学能力。(a)石英基体表面（b）石英基体断面图1石英基体的显微结构Fig.1Microstructureofquartzsubstrate（a）封孔后石英基体表面（b）封孔后石英基体边缘断面图2封孔后石英基体的微观结构Fig.2Microstructureofthesealedquartzsubstrate2.2封孔前后显气孔率、密度和吸水率的变化在基体根部圆周对称位