镁合金在雷达天线中的应用

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1、摘要：力件、题。关键词镁合金在雷达天线中的应用唐宝富(南京电子技术研究所，江苏南京2lOOl3)根据镁合金的特点，对其在雷达天线中的应用进行了初步研究，指出镁合金是次要承安装联接件和微波器件的合适材料，并分析了镁合金在天线中应用需注意和解决的问：镁合金天线微波器件AppI．CatiOnOfMagnesianA¨Oysin7，FieIdsOfRadar’sAntennaTangBaOfu(N删iIlgResearchInstituteofE1ectronicsTbchnology，Nanjing210013)Abstract：Illthispaper，thea

2、pplicationofmagnesianalloysiIlfieldsofradar’sante皿aispreliIllina巧stIldiedaccordingtotllecharacteristicsofmagnesianaUoys．ThestandpointtllatmagnesianaⅡoySisthepropermaterimforse∞ndaryload．bearingstnlcture，installationco皿ec￡orandnlicmwaVedeVicesisrepresented．Att11es锄etiIlle，theproblem

3、sofmagnesiana王10ys’appIicationinante皿aneedtobecaredandresolVedareaIlalyzed．KeyWords：Magnesianalloys；Ante曲a；Microwavede审ices．O引言镁的比重为1．749／cm3，是实际应用中最轻的金属结构材料。它具有高比强度，良好的阻尼性能和电磁屏蔽性能，良好的铸造性能、可焊性、热成型性和切削加工性，良好的尺寸稳定性、低缺口疲劳敏感性、低热应力模量、高热扩散性。目前，镁合金已较为成熟的运用在：汽车行业中的离合器壳、气缸盖、仪表板、阀盖、座椅框架、变速器壳

4、、进气歧管、轮毅、转向盘和转向系统的零部件。正在开发的汽车用镁合金产品有：车门框、大的车体外部件、发动机等。应用在3C类产品及其他产品有：笔记本电脑的外壳、移动电话外壳、摄相机壳、数码照相机外壳、旅行箱框架、电动和手动工具的盖盒、自行车架等。2001年后，在国家科技部“十五”科技攻关重大项目等计划的推动下，在以“产”为主、“产学研用”相结合的模式下，“镁合金开发应用及产业化”项目取得阶段性成果，正迅速向通信及电子行业发展11J。镁合金部分替代铝合金成为雷达天线材料是发展趋势，很有研究价值。·161·1镁合金在天线中的应用天线必须有足够的刚度，在使用条件下保持

5、必要的精度，以实现其电性能。镁合金弹性模量4．4GPa，比刚度2．53，与铝合金相当。因此，简单进行替代，作为天线主要承力结构，并不能明显减轻重量。以图1所示某一维相扫天线为例，同样结构，铝合金和镁合金天线计算结果见表1，天线变形见图2。重量虽然降低，但变形增大。在保证变形不增大的前提下，对镁合金天线结构壁厚作适当调整后计算结果见表2。两种材料天线重量无明显差别，可见用镁合金材料作天线主要承力骨架并无优势，但对那些不影响天线刚度的部件，如次要承力件、安装联接件等，采用镁合金将明显减轻重量。尤其裂缝波导或行馈(见图3)，由于其本身结构需要，刚强度往往有较大的富

6、余，而且在天线中数量众多，换用镁合金材料将大大减轻重量。·162·图1某一维相扫天线图2某一维相扫天线变形计算图3行馈表1材料最大变形(删n)重量(坳铝合金1．99392镁合金3．08256表2材料最大变形(咖1重量(蛐铝合金1．99392镁合金2．02387镁的耐蚀性极差，即使在室温下，也会在空气中发生氧化。氧化镁薄膜的致密系数小于1，故形成的膜疏松多孔，高温高湿环境会促进其腐蚀的发展，因而需要进行有效的防护处理来发挥镁合金的优良性能。通过在镁合金中适当添加一些材料和对其表面进行处理可增强其耐磨与耐蚀性。目前己采用的镁合金表面强化新技术有：·离子微弧阳极氧

7、化；·弧辉光等离子体表面处理；·化学转化膜处理；·离子束增强辅助沉积表面处理；·阳极氧化处理：·金属涂层，主要是镀镍f·有机涂层及特殊涂层；·纳米复合镀技术研究。雷达天线使用环境恶劣，影响镁合金在天线中广泛应用的首要原因就是耐腐蚀性差，选择合适的表面防护措施是关键，需要进行深入研究。·163·2镁合金在微波器件中的应用对于相控阵天线，馈电网络、TR组件的重量占天线阵面重量的一半左右，而馈电网络、TR组件的重量主要是其壳体重量。因而减轻壳体重量对于天线阵面减重来说意义重大。微波器件壳体一般不需要承受大载荷，使用镁合金轻型材料是最直接的减重方法。而且镁合金导热系

8、数略低于铝合金和铜合金，比热是常用合金中最高的，是制