本发明专利技术提供一种石英纤维增韧的多相陶瓷透波复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石英纤维制成2.5维机织或者3维编织预制件形式，预制件纤维体积分数为35％～55％；(2)在浓度为15％～35％的溶胶中加入一定质量分数纳米SiO2粉、Si3N4粉、Al2O3粉，均匀搅拌后得到混合浆料；(3)将石英纤维预制件放置在混合浆料中进行压力浸渍，浸渍压力为2～10MPa；(4)将浆料浸渍后的石英纤维预制件放置烘箱中进行热处理烘干工艺；(5)将烘干处理后的复合材料放置在700～900℃下烧结处理45～75分钟；(6)重复(3)～(5)工序9～12次。本发明专利技术工艺过程相对简单，易操作，重复性好，成本低，复合材料近净尺寸成型，后期加工难度低，复合材料密度高，韧性好，介电性能好。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，包括以下步骤：(1)将石英纤维制成2.5维机织或者3维编织预制件形式，预制件纤维体积分数为35％～55％；(2)在浓度为15％～35％的溶胶中加入一定质量分数纳米SiO2粉、Si3N4粉、Al2O3粉，均匀搅拌后得到混合浆料；(3)将石英纤维预制件放置在混合浆料中进行压力浸渍，浸渍压力为2～10MPa；(4)将浆料浸渍后的石英纤维预制件放置烘箱中进行热处理烘干工艺；(5)将烘干处理后的复合材料放置在700～900℃下烧结处理45～75分钟；(6)重复(3)～(5)工序9～12次。本专利技术工艺过程相对简单，易操作，重复性好，成本低，复合材料近净尺寸成型，后期加工难度低，复合材料密度高，韧性好，介电性能好。【专利说明】
本专利技术涉及一种透波复合材料的制备方法，特别是涉及。
技术介绍
航天透波材料是保护航天器在恶劣环境条件下通讯、制导等一系列正常工作的一种多功能介质材料，在运载火箭、飞船、导弹和返回式卫星等航天飞行器无线电系统中有广泛的应用。航天透波材料按其结构件的形式主要分为天线窗和天线罩两大类，其中天线窗位于飞行器的侧面，通常为平板或带弧面的板状，主要用来保护天线窗后面的无线电设备。天线罩位于飞行器的头部，多为锥形或半球形，具有导流、防热、透波、承载等多种功能。目前透波复合材料主要分为有机和无机两大类。有机材料主要为纤维增强有机耐热树脂复合材料，其介电性能良好、机械性能好且易于加工且价格便宜，但有机材料耐热性比较低，只能用于低速飞行器。无机材料主要为玻璃、陶瓷和陶瓷基复合材料，其具有耐高温、高化学稳定性、介电性能好以及强度高等优点，成为高速飞行器的主要选择，但是玻璃和陶瓷的韧性低，耐热冲击性能差且制备工艺相对复杂。中国专利200910111895.5 (【公开日】为2009年10月21日)公开了一种硅酸镁陶瓷透波材料及其制备方法，该方法是将锻烧后的氧化镁和烘干后的二氧化硅混合，预烧，球磨，干燥处理；之后将其混合物与造孔材料混合均匀后添加粘结剂，造粒；将造粒后的粉料压片，烧结，得硅酸镁陶瓷透波材料，该方法的优点是制备的硅酸镁陶瓷透波材料具有良好的力学、热学性能，强度高，导热低以及优异的介电性能；缺点是热压烧结工艺通常只适合于制备板状小尺寸天线窗部件。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提出一种低成本、耐热性、韧性和介电性能好的近净尺寸成型的石英纤维增韧的多相陶瓷透波复合材料的制备方法。操作过程:(I)将石英纤维制成2.5维机织或者3维编织预制件形式，预制件纤维体积分数为35%~55% ；(2)在浓度为15%~35%的溶胶中加入一定质量分数纳米SiO2粉、Si3N4粉、Al2O3粉，均匀搅拌后得到混合浆料；(3)将石英纤维预制件放置在混合浆料中进行压力浸溃，浸溃压力为2~IOMPa ；(4)将浆料浸溃后的石英纤维预制件放置烘箱中进行热处理烘干工艺；(5)将烘干处理后的复合材料放置在700~900°C下烧结处理45~75分钟；(6)重复⑶~(5)工序9~12次。其中:溶胶可选择为硅溶溶，勃姆石溶胶，Al2O3溶胶。纳米SiO2粉，Si3N4粉和Al2O3粉的质量比为3: 6~10: I。烘干工艺为从室温升至90~110°C，升温速率为I~2°C每分钟，然后在90~110°c保温40-60分钟，然后使得温度升至450~500°C，升温速率为3~5°C每分钟，然后在450~500°C保温I~2小时。本专利技术中主要优点是:(1)工艺过程相对简单，易操作，重复性好，成本低；(2)复合材料近净尺寸成型，后期加工难度低；(3)复合材料密度高，韧性好，介电性能好。【具体实施方式】下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。 实施例1(I)将石英纤维制成3维编织预制件形式，预制件纤维体积分数为45% ；(2)在浓度为20%的硅溶胶中加入一定质量分数纳米SiO2粉、Si3N4粉、Al2O3粉，其中纳米SiO2粉，Si3N4粉和Al2O3粉的质量比为3: 7: I，均匀搅拌后得到混合浆料；(3)将3D石英纤维预制件放置在混合浆料中进行压力浸溃，浸溃压力为5MPa ；(4)将浆料浸溃后的石英纤维预制件放置烘箱中进行热处理烘干工艺，烘干工艺为从室温升至95°C，升温速率为2°C每分钟，然后在95°C保温60分钟，然后使得温度升至450°C，升温速率为3°C每分钟，然后在450°C保温I小时。(5)将烘干处理后的复合材料放置在750°C下烧结处理45分钟；(6)重复(3)~(5)工序9次。实施例2(I)将石英纤维制成2.5维编织预制件形式，预制件纤维体积分数为50% ；(2)在浓度为35%的勃姆石溶胶中加入-定质量分数纳米SiO2粉、Si3N4粉、Al2O3粉，其中纳米SiO2粉，Si3N4粉和Al2O3粉的质量比为3: 10: 1，均匀搅拌后得到混合浆料；(3)将2.5D石英纤维预制件放置在混合浆料中进行压力浸溃，浸溃压力为7MPa ；(4)将浆料浸溃后的石英纤维预制件放置烘箱中进行热处理烘干工艺，烘干工艺为从室温升至110°c，升温速率为2°C每分钟，然后在110°C保温60分钟，然后使得温度升至500°C，升温速率为3°C每分钟，然后在500°C保温I小时。(5)将烘干处理后的复合材料放置在850°C下烧结处理60分钟；(6)重复(3)~(5)工序11次。上述仅为本专利技术的单个【具体实施方式】，但本专利技术的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本专利技术进行非实质性的改动，均应属于侵犯本专利技术保护的范围的行为。但凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本专利技术技术方案的保护范围。【权利要求】1.，其特征包括下述顺序的步骤: (1)将石英纤维制成2.5维机织或者3维编织预制件形式，预制件纤维体积分数为35%~55% ； (2)在浓度为15%~35%的溶胶中加入一定质量分数纳米SiO2粉、Si3N4粉、Al2O3粉，均匀搅拌后得到混合浆料； (3)将石英纤维预制件放置在混合浆料中进行压力浸溃，浸溃压力为2~IOMPa； (4)将浆料浸溃后的石英纤维预制件放置烘箱中进行热处理烘干工艺； (5)将烘干处理后的复合材料放置在700~900°C下烧结处理45~75分钟； (6)重复(3)~(5)工序9~12次。2.根据权利要求书I所述的方法，其特征在于溶胶可选择为硅溶溶，勃姆石溶胶，Al2O3溶胶。3.根据权利要求书I所述的方法，其特征在于纳米SiO2粉，Si3N4粉和Al2O3粉的质量比为3: 6~10:1。4.根据权利要求书I所述的方法，其特征在于烘干工艺为从室温升至90~110°C，升温速率为I~2°C每分钟，然后在90~110°C保温40-60分钟，然后使得温度升至450~500°C，升温速率为3~5°C`每分钟，然后在450~500°C保温I~2小时。【文档编号】C04B35/80GK103664215SQ201210337248【公开日】2014年3月26日 申请日期:2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石英纤维增韧的多相陶瓷透波复合材料的制备方法，其特征包括下述顺序的步骤：(1)将石英纤维制成2.5维机织或者3维编织预制件形式，预制件纤维体积分数为35％～55％；(2)在浓度为15％～35％的溶胶中加入一定质量分数纳米SiO2粉、Si3N4粉、Al2O3粉，均匀搅拌后得到混合浆料；(3)将石英纤维预制件放置在混合浆料中进行压力浸渍，浸渍压力为2～10MPa；(4)将浆料浸渍后的石英纤维预制件放置烘箱中进行热处理烘干工艺；(5)将烘干处理后的复合材料放置在700～900℃下烧结处理45～75分钟；(6)重复(3)～(5)工序9～12次。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈照峰，刘勇，朱建勋，李斌斌，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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