[发明专利]一种原位生长氮化硅纳米线增强复合材料的制备方法及应用

摘要

本发明提供了一种原位生长氮化硅纳米线增强复合材料的制备方法，是通过将纳米Si₃N₄粉末溶于硅溶胶溶液中，高温氨气环境下为纳米线的生长源，生长出Si₃N₄纳米线。低熔点无机玻璃粉在高温下形成良好的陶瓷流动相，能够愈合天线罩/天线窗材料因热应力产生的缺陷，获得致密度良好，力学性能优异的天线罩/天线窗材料，满足中高马赫飞行器对雷达天线罩/天线窗的使用需求。该方法主要应用在制备雷达天线罩/天线窗材料，密度大于2.10g/cm³，拉伸强度＞650MPa，弯曲强度＞300MPa，10GHz下介电常数约3.0‑4.0，介电损耗0.015‑0.030，能够满足中高马赫飞行器对雷达天线罩/天线窗的使用需求。

主权项

1.一种原位生长氮化硅纳米线增强复合材料的制备方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：/n步骤一：将SiO_2f预制体放入马弗炉中，空气环境下1-2小时升温至80-90℃，保温2-4小时；2-3小时升温至200-250℃，保温2-4小时；随炉冷却至室温；/n步骤二：将纳米氮化硅粉末置于蒸馏水中，超声震荡20-30min，纳米氮化硅粉末与蒸馏水的量的比为(40-50)g：100ml，随后在80-100℃环境下，干燥6-8小时；/n步骤三：将步骤二所得纳米氮化硅粉末与低熔点无机玻璃粉混合，加入球磨机，以20-100r/min的速度球磨8-12小时，过1000目筛；/n步骤四：将步骤三所得粉末置于硅溶胶均匀混合，以800-1000r/min的速度机械搅拌1-2小时，粉末与硅溶胶的量比为(20-30)g:100ml；/n步骤五：将步骤一所得SiO_2f预制体置于步骤四所得溶胶中，抽真空，保压30-60min，随后加压至0.2-0.5Mpa，保压30-60min，取出，置于马弗炉中，40-50℃干燥24-36小时，/n步骤六：将步骤五所得预制体放入高温炉中，通入高纯氨气气氛置换炉内气氛，继续通入高纯氨气，流量为10-50ml/min，设置三步段的升温程序，并保温一段时间后，4-6小时降至室温，取出，称重并测算密度；/n步骤七：重复步骤五和步骤六，将重复后的步骤六与前一次步骤六的密度进行比较，直至两次密度变化小于0.05g/cm³，停止重复步骤。/n