[发明专利]一种有效改善力学性能的低孔隙率改性石英陶瓷

说明书

本发明涉及透波材料技术领域，且公开了一种有效改善力学性能的低孔隙率改性石英陶瓷，包括以下重量份数配比的原料：40～60份石英粉料、5～15份微米Si₃N₄陶瓷、10～30份纳米Si₃N₄陶瓷。本发明解决了现有的石英陶瓷透波材料，在具有优异的电性能的同时，存在的力学性能差与孔隙率高的技术问题。

技术领域

本发明涉及透波材料技术领域，具体为一种有效改善力学性能的低孔隙率改性石英陶瓷。

背景技术

石英陶瓷是以熔融石英或石英玻璃为原料，经粉碎、成型、烧结等一系列陶瓷的制作工艺制备的制品，其最典型的应用是石英陶瓷天线罩。石英陶瓷具有最好的抗热冲击性能、最佳的热防护能力、极低的热膨胀系数、优异的电性能(介电常数ε为3.42、损耗角正切tanδ为0.0004)、低比重(小于2.2g/cm³)，但是其力学性能差(抗弯强度为44MPa)，并且孔隙率高，所以易吸潮，抗雨蚀性能差，这就限制了石英陶瓷透波材料在室外的应用。

本发明提供一种有效改善力学性能的低孔隙率改性石英陶瓷，旨在解决现有的石英陶瓷透波材料，在具有优异的电性能的同时，存在的力学性能差与孔隙率高的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种有效改善力学性能的低孔隙率改性石英陶瓷，解决了现有的石英陶瓷透波材料，在具有优异的电性能的同时，存在的力学性能差与孔隙率高的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种有效改善力学性能的低孔隙率改性石英陶瓷，包括以下重量份数配比的原料：40～60份石英粉料、5～15份微米Si₃N₄陶瓷、10～30份纳米Si₃N₄陶瓷。

优选的，所述微米Si₃N₄的平均粒径≤10um。

优选的，所述纳米Si₃N₄的平均粒径≤100nm。

优选的，所述改性石英陶瓷的制备方法包括以下步骤：

S101.取40～60g石英粉料加入到蒸馏水中，超声分散均匀，制备得到悬浮浆料；

S102.取5～15份微米Si₃N₄陶瓷、10～30份纳米Si₃N₄陶瓷，备用；

S103.将步骤S102中的微米Si₃N₄陶瓷与硅酸钠一起置于蒸馏水中，超声分散均匀；

S104.将步骤S102中的纳米Si₃N₄陶瓷与硅酸钠一起置于蒸馏水中，超声分散均匀；

S105.步骤S101中的悬浮浆料加入到装有搅拌装置和加热装置的反应器中，在600r/min的搅拌速率下，缓慢将步骤S103中分散均匀的Si₃N₄水溶液滴加到反应器中，滴加完毕后，缓慢将步骤S104中分散均匀的Si₃N₄水溶液滴加到反应器中，滴加完毕后，于800r/min下搅拌2h，之后，在温度120℃、搅拌速率300r/min下，将溶剂蒸发除去；

S106.取20g聚乙烯醇加入到50mL蒸馏水中，水浴加热到65～85℃，使聚乙烯醇充分溶解，即得到聚乙烯醇水溶液；