[发明专利]磷酸盐多孔陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种磷酸盐多孔陶瓷，其孔隙率≥80％，介电常数ε为1.4～1.8，介电损耗为0.0015～0.002；该磷酸盐多孔陶瓷的制备方法包括将含有磷酸盐粉体的发泡浆料悬浮体凝胶注模成型，干燥和脱脂烧结；磷酸盐粉体包含磷酸铝和偏磷酸铝。本发明还提供该磷酸盐多孔陶瓷的制备方法和作为透波材料的应用。本发明的泡沫陶瓷的孔隙率≥80％，介电常数ε为1.4～1.8，介电损耗为0.0015‑0.002，透波性能好。

技术领域

本发明属于透波材料领域，具体涉及一种磷酸盐多孔陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

透波材料是影响先进制导的关键技术之一，主要应用于精确制导飞行器天线罩与天线窗等。随着航空航天技术的发展，各种飞行器在向着高速度、长时间飞行的方向发展。飞行器的透波罩或窗口会受到苛刻的气动加热，并且承受高温的时间会变得更长，为阻止外部热量通过透波窗口或罩体传入机体内部，同时满足飞行器的正常飞行以及正常通讯的要求，必须在透波窗口或罩体内侧放置一种同时具有高温隔热和高温透波功能的高效隔热材料。天线罩(窗)透波材料要求材料具有优异的力学性能、低介电常数ε和低介电损耗tanδ。ε影响电磁波对介质的反射程度，ε越小，反射波强越小；tanδ值越小，电磁波的能耗越小，从而提高了电磁波的透过率。磷酸盐材料体系在在高温下具有良好的力学性能和介电性能，同时该体系还具有成本低、成型工艺简便、生产周期短的特点，是新一代天线罩材料的首选之一。因此开展磷酸盐系透波材料的研究对发展先进航空器具有重要的意义。

目前制备磷酸铝复合材料通常是将一定量的磷酸与氢氧化铝等反应制成磷酸铝或磷酸铬铝凝胶材料，并涂覆在有保护涂层的纤维布表面，以金属氧化物为固化剂，再经过模压成型，其耐高温性能得到显著提高，但介电性能不理想。

论文“晶须增强磷酸铝透波材料的研究”探讨了晶须增强磷酸铝透波材料的制备工艺，采用等静压法制备晶须增强磷酸铝透波材料。通过等静压成型的透波材料介电性能优异，介电常数在2.23-3.54之间，介电损耗小于0.214，但力学性能不高。

公开号为CN102514346A的专利公开了一种石英纤维/磷酸铬铝基高温透波材料的制备方法，1000℃的抗弯曲强度可达180MPa，热膨胀系数为2.0×10^-6/℃，其介电常数≥5。

公开号为CN106431420A的专利申请公开了一种低介电常数的开孔泡沫陶瓷的制备方法，通过将陶瓷浆体在经过预处理的聚氨酯泡沫上进行多次挂浆的方法进行发泡，陶瓷粉料由氮化硅、高岭土、氧化铝及二氧化硅组成。但其孔径大，隔热性能不理想。

公开号为CN1793014A的专利公开了一种改进的低介电、透波多孔陶瓷，由以下重量配比的原料制成：石英:磷酸铝:氮化硅＝(40-55):(40-50):(5-10)；外加无机液体发泡剂磷酸硅水溶液1-10％，利用发泡剂对配料粉料进行造粒后再压制成型，制得透波多孔陶瓷材料。

公开号为CN104129984A的专利公开了一种金属表面非晶磷酸铝基耐高温透波陶瓷涂层的制备方法，采用硝酸铝、无水乙醇和五氧化二磷按一定比例混合，再加入透波陶瓷填料，涂覆在金属材料表面后进行固化制备得到。

磷酸盐体系具有良好的介电性能、极低的热膨胀系数、较高的耐热温度以及良好的结构可设计性和抗氧化等特点。集中了金属与非金属陶瓷的优点，是较理想的耐高温低介电损耗材料，结合凝胶注模制备出的多孔陶瓷同时具有高温隔热和透波功能的高效隔热材料，在透波领域有着广泛的应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种具备高气孔率、低介电常数、低热导率和低介电损耗的磷酸盐多孔陶瓷。

本发明的另一目的是提供一种工艺简单、易于操作、成本低廉的制备上述磷酸盐多孔陶瓷的方法。

本发明的另一目的是提供上述磷酸盐多孔陶瓷作为透波材料的应用。