超高速飛行器用天線罩透波材料

      目前國(guó)外高性能隔熱纖維材料多采用SiO₂纖維、高鋁質(zhì)纖維和Saffil纖維（96%Al₂O₃和4%SiO₂）作為熱防護(hù)系統(tǒng)中的柔性隔熱材料。由于SiO₂纖維彈性模量小、耐高溫（短時(shí)間內(nèi)能承受1480℃的高溫），熱膨脹系數(shù)低，能承受劇烈的溫度變化及同時(shí)產(chǎn)生的熱沖擊，應(yīng)用更為廣泛。SiO₂纖維主要包括石英纖維和二氧化硅纖維棉。

  石英纖維是以高純二氧化硅石英晶體為原料，經(jīng)過(guò)高溫熔融后拉制而成，石英纖維的軟化溫度為1700℃，一般的石英纖維可以在600-1050℃的高溫下長(zhǎng)期使用，當(dāng)溫度高于1600℃時(shí)，石英纖維開(kāi)始升華，這是一種吸熱反應(yīng)來(lái)消耗熱能，利用這種性能，石英纖維可以用作宇航飛船和洲際導(dǎo)彈返回大氣層的燒蝕材料。

  石英纖維用作超高速飛行器天線罩用透波材料

  超高速飛行器Ma＞5，天線罩受到的熱震更為嚴(yán)酷，融石英等均質(zhì)陶瓷材料的強(qiáng)度已經(jīng)不能瞞住使用要求，為了提高陶瓷透波材料韌性，提高其在高馬赫數(shù)天線罩上的使用可靠性，纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料成為研究熱點(diǎn)。根據(jù)增強(qiáng)纖維的種類不同，可分為石英增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料、氧化鋁基纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料及氮化物纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。

  石英纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料

SiO_2f/SiO₂復(fù)合材料以石英纖維為增強(qiáng)體，無(wú)定形氧化硅為基體，成分單一，既保持了石英陶瓷優(yōu)異的介電性能及抗熱震性能，有顯著提高了材料的強(qiáng)度、韌性及使用的可靠性。美國(guó)Philco-Ford公司和General Eleetrice公司樣子的SiO₂/SiO₂復(fù)合材料介電常數(shù)為2.88，損耗角正切為6.12X10^-3，已應(yīng)用于“三叉戟”潛地導(dǎo)彈。國(guó)內(nèi)研制的SiO_2f/SiO₂復(fù)合材料室溫彎曲強(qiáng)度高達(dá)160Mpa，介電常數(shù)在3.20-3.25損耗角正切值低于0.003。受石英纖維耐溫性的閑置，石英纖維增強(qiáng)氮化物基復(fù)合材料的使用溫度與SiO_2f/SiO₂復(fù)合材料相當(dāng)。