[发明专利]一种纤维高温介电常数检测样件及方法

说明书

本发明提出一种纤维高温介电常数检测样件及方法，由纤维坯体烧结而成，所述的纤维坯体是由分散了纤维的烧结助剂悬浮液干燥得到，所述的烧结助剂悬浮液由可分散于有机溶剂的烧结助剂、可分散于水的可溶性淀粉、水和有机溶剂组成。本发明通过采用烧结助剂和可溶性淀粉组成烧结助剂悬浮液，使纤维能均匀地分散在烧结助剂悬浮液，烧结助剂协助烧结，可溶性淀粉能起到粘结纤维的作用，烧结后能得到均质的纤维烧结体，可以满足高温下介电常数的测量。

技术领域

本发明涉及一种纤维高温介电常数检测样件及方法，属于复合材料电性能检测技术领域。

背景技术

天线罩是一种集隔热、透波、承载于一体的重要结构功能件，它不仅需要材料具备作为导弹、航天飞机等飞行器结构件所需要的高强度、耐高温、低热膨胀、抗热震等性能，而且需要材料具有作为制导系统功能部件所需要的优良透波性能。纤维增强陶瓷基透波复合材料是目前国内外耐高温天线罩的首选材料，除已获得广泛应用的石英纤维增强复合材料以外，各种新型透波纤维增强复合材料研究日益增多。石英纤维的介电性能可以通过块体材料准确测出，但是目前对于通过各种化学方法合成的新型透波纤维的介电性能研究，特别是高温介电性能研究都比较少，而电性能是透波材料中最重要的性能，因此纤维介电性能的研究值得关注。

目前，对于纤维常温介电性能的检测方法，除石英纤维外，常用的方法是通过将纤维与石蜡混合后制样测得两相混合物的介电常数，再运用Lichtenecker对数混合法则计算纤维的介电常数。而通常高温下材料的介电常数与常温的介电常数有所不同,并且透波复合材料主要是在高温环境下使用，这些变化会影响电磁波在材料中的传输。

目前材料的高温介电性能一般采用Q/Hp32—2012和介电常数测试系统，但采用上述标准和设备，需要将待测材料制成一定形状、均质的样件，而对于纤维来说，很难制成符合要求的样件。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种能准确测量纤维高温介电常数的样件及方法。

本发明的技术解决方案：一种纤维高温介电常数检测样件，由纤维坯体烧结而成，所述的纤维坯体是由分散了纤维的烧结助剂悬浮液干燥得到，所述的烧结助剂悬浮液由可分散于有机溶剂的烧结助剂、可分散于水的可溶性淀粉、水和有机溶剂组成。

所述的纤维长度不大于10mm，优选5～10mm。

所述的纤维坯体中纤维含量要保证烧结后纤维的体积分数不低于10％。

进一步优选，所述的纤维坯体中纤维含量要保证烧结后纤维的体积分数为10％～40％。通常而言，纤维烧结后形成的样件，纤维体积分数越高，测量得到的介电常数越准确，但是在纤维分散时，纤维含量越高，越难以均匀分散，纤维分散不均匀会造成最终烧结后的样件均匀性越差，从而影响介电常数测量准确度。采用本发明的纤维样件，纤维体积分数在10％～40％时，样件的均匀性能最好，测量的介电常数与纤维本身的介电常数接近，准确度高。在此范围内，纤维体积分数越大，介电常数测量值越接近纤维本身的介电常数，但是误差在介电常数测量允许范围内。若是纤维体积分数太低，样件中的纤维含量太少，测量结果不能准确反映纤维本身的介电常数；若是纤维体积分数太高，纤维分散均匀难度会增加，若是能保证纤维均匀性，纤维体积分数越高，测量的介电常数与纤维本身的介电常数越接近。

所述的可分散于有机溶剂的烧结助剂采用含硼的烧结助剂，如常用的氮化硼、碳化硼等，进一步优选粒径为0.5～10μm的粉末形式的氮化硼。本发明采用含硼的烧结助剂，在烧结过程中对纤维性能影响低，使烧结后的纤维烧结体在进行介电常数测试时结果更准确。

所述的烧结助剂悬浮液中烧结助剂添加量为纤维质量的0.05％～20％。

本发明采用的可溶性淀粉为水溶性，可溶性淀粉可分散与水中形成悬浮液，可采用市售产品。

所述的烧结助剂悬浮液中可溶性淀粉添加量为纤维质量的1％～15％。