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二维石英纤维织物增强宽频透波陶瓷基复合材料的制备及性能研究
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二维石英纤维织物增强宽频透波陶瓷基复合材料的制备及性能研究
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二维石英纤维织物增强宽频透波陶瓷基复合材料的制备及性能研究
二维石英纤维织物增强宽频透波陶瓷基复合材料的制备及性能研究毕业论文范文介绍开始:
【论文摘要】
:为了保证导弹制导系统的正常工作,导弹天线罩必须具备透波、防热和承载等多种功能。反辐射导弹作为专门攻击雷达的精确制导武器,还要求其天线罩具备宽频透波的特殊功能。本文以反辐射导弹为背景,针对宽频透波天线罩,通过材料体系选择和结构设计,制备了二维石英纤维织物增强石英基(2DSiO_(2f)/SiO_2)复合材料和二维石英纤维织物增强氮化物基(2DSiO_(2f)/Nitride)复合材料,较为系统地表征了材料的力学性能、介电性能和热物理性能,并深入研究了制备工艺、微观结构与材料性能之间的关系。采用溶胶凝胶工艺,通过浓缩硅溶胶并引入手糊成型工艺和模压工艺,实现了2DSiO_(2f)/SiO_2材料的的成型和制备。探讨了制备温度和纤维体积分数对材料微观结构与性能的影响。结果显示,800℃制备的复合材料具有良好的韧(此处忽略..)性以及较大的断裂功,其弯曲强度和弹性模量分别为97.0MPa、11.6GPa;900℃制备的复合材料同样显示出一定的韧性特征,其弯曲强度和弹性模量分别为72.3MPa、10.2GPa;而1000℃制备的复合材料,力学性能较差,其弯曲强度和弹性模量分别为46.2MPa、9.8GPa,石英纤维的微晶化是材料力学性能降低的主要原因。适当提高纤维体积分数,2DSiO_(2f)/SiO_2复合材料的力学性能提高,纤维体积分数的增大和界面结合的适当增强分别是材料弯曲性能和层间剪切性能提高的主要原因。但是纤维体积分数的增加要通过提高模压压力来实现,当模压压力过大时,纤维出现机械损伤,复合材料变脆、力学性能降低。模压压力为1.5MPa,2DSiO_(2f)/SiO_2复合材料的纤维体积分数为45%时,综合性能较好。当纤维体积分数从34%提高至45%时,材料的弯曲强度(文章此处忽略..)、层间剪切强度和弹性模量分别由50.2MPa、3.1MPa、8.3GPa提升至97.0MPa、9.1MPa、11.6GPa,;当纤维体积分数提高至48%时,纤维出现机械损伤,材料的弯曲强度、层间剪切强度和弹性模量分别下降为57.3MPa、5.7MPa、9.3GPa。纤维体积分数为40%和45%的2DSiO_(2f)/SiO_2复合材料,介电常数分别为2.64和2.61,损耗角正切分别为1.9×10~(-3)和1.6×10~(-3),在2~18GHz的频段内理论功率透过系数均大于75%,热导率分别为0.37W×m~(-1)×K~(-1)和0.35W×m~(-1)×K~(-1),热膨胀系数分别为0.30×10~(-6)K~(-1)和0.32×10~(-6)K~(-1)。采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺,并引入模压工艺,制备出2DSiO_(2f)/Nitride复合材料。探讨了先驱体裂解温度和纤维体积分数对材料微观结构与性能的影响。结果显示,先驱体裂解温度升高,2DSiO_(2f)/Ni(文章此处忽略..)tride复合材料力学性能明显降低。裂解温度从800℃提高到1000℃,弯曲强度和弹性模量分别为180.7MPa、20.3GPa下降至90.5MPa、14.5GPa。随着复合材料的纤维体积分数的提高,2DSiO_(2f)/Nitride复合材料的弯曲强度和弹性模量逐渐上升,而层间剪切强度基本保持稳定。当纤维体积分数从45%提高至55%时,材料的弯曲强度和弹性模量分别由119.1MPa、17.4GPa提升至180.7MPa、20.3GPa;材料的层间剪切强度稳定在13GPa左右。2DSiO_(2f)/Nitride复合材料的介电性能和热物理性能随纤维体积分数的变化规律与2DSiO_(2f)/SiO_2复合材料一致。纤维体积分数为45%~55%的2DSiO_(2f)/Nitride复合材料,介电常数处于2.92~2.82,损耗角正切处于3.5×10~(-3)~2.9×10~(-3),在2~18GHz的频段内理论功率透过系数大于70%,热导率处于(本文此处忽略..)0.82~0.80W×m~(-1)×K~(-1),热膨胀系数处于1.11×10~(-6)~1.05×10~(-6)K~(-1)。
以上为本篇毕业论文范文
二维石英纤维织物增强宽频透波陶瓷基复合材料的制备及性能研究
的介绍部分。
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