透波材料介绍
透波材料介绍
一、透波材料：能透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质（包括能量）的材料
我们以不同性能的高分子材料为基体，通过填充、共混微波陶瓷介质和复合纤维等手段，在保证材料有良好承受机械力和其它性能的同时，调节材料的介电常数和耗散因数，得到透波率能够满足我们的使用要求的复合材料。
在实际运用中，介电常数和耗散因数是衡量透波材料透波能力的两个重要指标，根据透波材料的使用环境，还需要考虑除透波率外的其它性能，如长时间的耐高温性能、高刚性、尺寸稳定、阻燃、韧性、化学腐蚀、耐磨、自润滑、耐老化等。
二、应用：
隐身技术：避免入射电磁波大量反射，从而避开敌方雷达的探测；
无线电领域：利于微波-毫米波信号的接收、传输、放大、混频、发射等许多环节；
1、雷达罩和天线罩应用：
为保证雷达或天线在各种复杂环境中的正常使用, 雷达罩或天线罩用复合材料必须具备比强度高、透波率高等性能，同时在设计上也需要考虑良好的防振动和抗老化能力。
A、我们具有国内先进的透波率（90%-99%）改性复合材料的电性能设计能力和经验；
B、透波材料的低介电常数和低介质损耗是满足其使用要求的必要条件；
C、拥有高耗散因数的材料不仅对无线电传输不利，同时会将电磁能转换为不利的热能。其技术难点主要是材料的透波率，长时间的交替耐高、低温性能，户外老化等。
1）气象雷达罩
2） 薄壁结构地面天线罩
3） 移动通讯基站天线罩
4） 车载天线罩
5） 各种天线包封
树脂基体的主要性能（介电常数）
树脂品种 密度（g/cm3） 弯曲强度(Mpa) 弯曲模量(Gpa) 介电常数(106HZ) 正切损耗(10GHz)
PPS 1.36-1.43 52-145 3.7-4.0 3.0 0.0006
PEEK 1.32 110-210 3.8-9.1 3.2-3.3 0.0033
LCP 1.38-1.40 3.0-3.2
ASA 1.06-1.1 48-155 1.7-3.0 3.2-3.5 0.028
环氧树脂 1.30 97 3.8 3.0 0.020
酚醛树脂 1.30 92 3.5 3.2 0.020
不饱和聚脂树脂 1.29 85 3.2 3.0 0.018
乙烯基树脂 1.30 90 3.5 2.9 0.018
双马来酰亚胺 1.30 150 3.7 3.0 0.014
云母 7
融熔二氧化 3.8 硅
钙钠玻璃 7
氧化铝 6.5
聚乙烯 2.25-2.35
聚丙烯 2.2-2.6
PA6尼龙 3.6
PA66尼龙 3.4-3.5
MC尼龙 3.7
PA1313尼龙 3.13-3.24
PI聚酰亚胺 3.2
PC 2.96
PBT 3.2-3.5
POM 3.7
聚苯乙烯 2.5
聚四氟乙烯 2.0-2.1
橡胶 3.2
三、其它知识
吸波材料是一种能将电磁能转化为其它形式的能量或使电磁波因干涉而消失，从而达到吸波的目的。
1、目前各国军事上的隐身技术，主要就是使用各种吸波、透波材料，实现对雷达的隐形；采用红外遮挡与衰减装置、涂敷红外掩饰涂料等，以降低红外辐射强度，实现对红外探测器的隐身。
2、在可见光隐形上，目前的办法只是在兵器的表面涂抹迷彩，降低兵器与背景之间的反差，或歪曲兵器的外形等初级的方法。另外由于碳纳米管的微波吸收性能，碳纳米管也可以作为吸收剂，制成隐形材料。
3、在现代军事领域，需要先发制人和远发制人，导弹自然就发挥了越来越重要的作用，如何确保导弹能够精确打击目标和长距离隐蔽飞行，天线罩技术就成了主要的“瓶颈”之一。其技术难点主要是天线罩材料的透波率和长时间的耐高温性能。
4、芳纶纤维纸具有突出的强度重量比和刚性重量比，阻燃，质量轻，耐冲击，还可进一步加工成蜂窝结构板材，主要用于生产飞机、导弹、卫星宽频透波材料、刚性受力结构部件等，是目前国内外飞机及雷达罩夹层结构使用最多的夹芯材料，也适合于制作游艇、赛艇、高速列车及其他高性能要求的夹层结构。
5、车载天线罩的透波性能可满足移动车辆的使用要求。特点：增益高，图象，语音清晰，数据传输可靠，整体性能优良力、驱波性能好,能设计出外形美观小巧,安装方便,性能稳定,具有良好的防振动和抗老化能力的产品。
6、天线种类：各频点基站（高、中、底增益）全向、定向天线、军用天线、无线modem橡皮天线及弹簧螺旋天线、车载吸盘天线、室内分布天线（吸顶及壁挂天线）、机车列尾天线、230MHZ数传天线及环阵天线、2.4-5.8G抛物面扩频天线、单边带天线、短波、超短波天线、四环阵天线、MMDS微波天线。
7、天线设计的灵敏度要高：几乎能收到没有被遮挡的所有卫星信号、可靠性高。设计时也要考虑到电磁兼容性（EMC）等问题。中心频率为1570MHZ,1575MHZ,1580MHZ,2450MHZ的、主要应用于全球定位系统(GPS) 8、透波材料的技术要求是要有很高的透波率，以保证敌雷达波能尽可能多地穿过并进入夹层中的等离子体被吸收掉。这种透波材料可以使用与雷达整流罩相同的玻璃钢材料制作，现有技术下这类玻璃钢可以达到95%-99%的透波率；对于军舰和战车而言，还可以用透波材料制成夹层吸波瓦并在内部罐充等离子体达到良好的隐形目的。
9、雷达天线罩材料是天线罩研制的重要基础，没有好的天线罩材料，再好的电性能设计也不会实现。天线罩是功能性复合材料结构件，天线罩材料要满足介电性能、力学性能、三防寿命、工艺性能、重量等要求。材料的介电性能指标主要有介电常数ε和损耗角正切tgδ。该指标直接影响天线罩的电性能，是选择材料的主要依据。损耗角正切tgδ越大，电磁波能量在穿透天线罩过程中转化为热量而损耗的能量就越多。介电常数ε越大，则电磁波在空气与天线罩壁分界面上的反射就越大，这将增加镜象波瓣电平并降低传输效率。因此要求天线罩材料的损耗角正切tgδ低至接近于零，介电常数ε尽可能低，以达到“最大传输”和“最小反射”的目的。低介电常数的材料还能给天线罩带来宽频带响应，允许放宽罩壁厚度公差，从而降低制造成本。
蓝宝石单晶简介
蓝宝石单晶简介和应用 >> 蓝宝石单晶简介和应用
蓝宝石（-Al2O3）又称白宝石，是世界上硬度仅次于金刚石的晶体材料。其结构中的氧原子以接近HCP（hexagonal closed packed）的方式排列，其中氧原子间的八面体配位约有2/3的空隙是由铝原子所填充，由此使它具有强度、硬度高(莫氏硬度9)，耐高温(熔点达2050℃)、耐磨擦、耐腐蚀能力强，化学性质稳定，一般不溶于水，不受酸腐蚀，只有在高温下(3000C以上)才能为氢氟酸(HF)、磷酸(H2PO4)以及熔化的苛性钾(KOH)所侵蚀；且具有同氮化镓等半导体材料结合匹配性好、光透性能、电绝缘性能优良等一系列特性。
蓝宝石单晶作为一种优良透波材料，在紫外、可见光、红外波段、微波都具有良好的透过率，可以满足多模式复合制导（电视、红外成像、雷达等）的要求，在军事工业等领域被用作窗口材料及整流罩部件，在光电通讯领域作为重要的窗口材料使用。
大尺寸蓝宝石单晶，其内部缺陷很少，没有晶界、孔隙等散射源，强度的损失很小，透波率很高，是目前透波部件的首选材料；此外，由于蓝宝石电绝缘、透明、易
导热、硬度高，因此可以用来作为集成电路的衬底材料，可广泛用于发光二极管（LED）及微电子电路，从而替代高价的氮化硅衬底，制作超高速集成电路；可以做成光学传感器以及其它一些光学通信和光波导器件。如高温高压或真空容器的观察窗、液晶显示投影仪的散热板、有害气体检测仪和火灾监测仪的窗口、光纤通讯接头盒等。
材料化学
新型耐高温氮化物陶瓷纤维研究进展
摘 要：介绍了耐高温氮化物陶瓷纤维的种类及制备方法即有机聚合物先驱体转化法；综述了Si3N4，BN，SiBN，SiBN(C)陶瓷纤维的研究进展；重点介绍了SiBN(C)陶瓷纤维的研究现状，并与SiC纤维进行性能对比。指出具有耐高温、透波性等功能结构一体化的SiBN(C)陶瓷纤维是陶瓷纤维的重要发展方向，简化先驱体的合成过程及降低制备成本是技术关键，聚合物分子结构设计和纺丝工艺还有待深入研究。
关键词：耐高温性;透波性;氮化物;陶瓷纤维;先驱体转化法
引言 陶瓷材料具有高熔点，低密度，高硬度等优点，近年来已成为航天航空、先进战略武器、高温发动机等许多重大工程补课或缺的重要材料[1]。但是陶瓷材料的脆性限制了它的应用发展。国际材料和工程界对此进行了研究，提出了纤维增韧、纳米材料增韧等各种解决此问题的方案[2]。
目前世界各国有许多研究单位开展耐高温陶瓷纤维的制备技术研究，特别是具有耐高温、高强度、高模量、抗蠕变、抗烧蚀、抗氧化、透波、吸波等功能结构一体化的耐高温陶瓷纤维。耐高温氮化物陶瓷纤维具有耐高温透波性能，其在近空间飞行器，航天飞行器。战略武器等航空航天方面重要性成为世界各国的研究热点。
1、耐高温氮化物陶瓷纤维的制备方法及种类
目前，制备非氧化硅耐高温陶瓷纤维的主要方法是有机聚合物先驱体转化法，其原理是合成含有目标陶瓷元素组成，并且具有良好可纺性、陶瓷产率搞的前驱体聚合物，然后经过纺丝制备成有机纤维，再经过化学反应使其交联成立体网状结构的热圆性纤维，最后高温裂解，高温陶瓷话处理得到陶瓷纤维。
目前研究较多的有机先驱体转化法主要集中于Si3N4，BN，SiBN，SiBN(C)等这些含硅非氧化高温陶瓷纤维。耐高温氮化物陶瓷纤维包括Si3N4，BN，SiBN，SiBN(C)纤维等。这些纤维的特点是具有很高的耐温性能。同时还常具有特殊性能，因此常被称为结构功能一体化高温陶瓷纤维，尤其是SiBN(C)陶瓷纤维是近几年新型的一种很特殊的耐高温陶瓷纤维，除具有优良的耐高温性外，还可以通过调节元素的组成改善其透波性能，在航空航天等高科技领域有重要的应用前景[3]。
磷酸铝系透波复合材料的力学性能与介电性能研究
磷酸铝系透波复合材料的力学性能与介电性能研究
王锋 王继辉 肖永栋
（１武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉４３００７０） （２北京玻璃钢研究设计院，北京１０２１０１）
文 摘研究了高硅氧增强磷酸铝系复合材料的力学性能及Ｐ／Ａ１摩尔比、成型压力和测试频率对其介
电性能的影响。结果表明：当Ｐ／Ａ１摩尔比等于ｌ时，材料的力学性能最佳，其弯曲强度达到１０７ ＭＰａ；＇－３ Ｐ／
Ａｌ摩尔比小于１．１，使用频率在３ ＭＨｚ以上时，材料体系具有良好的介电性能，介电常数小于４．１，介电损耗 小于０．０３；提高成型压力将使介电常数略微上升；介电性能的频率特性表明极化弛豫普适关系适用于这一
材料体系。 关键词磷酸铝，力学性能，介电性能，频率特性
Ｔｈｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
Ｗａｎｇ Ｆｅｎｇ Ｗａｎｇ Ｊｉｈｕｉ Ｘｉａｏ Ｙｏｎｇｄｏｎｇ
（１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０） （２ Ｂｅｉｊｉｎｇ ＦＲＰ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２ １０ １）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｉｌｉｃａ ｇｌａｓｓ ｃｌｏｔｈ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ
Ｐ／Ａ１ ｍｏｌａｒ ｒａｔｉｏ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｆｒｅｇｕｅｎｃｙ ｏｎ ｉｔｓ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ
二氧化硅增强石英纤维基复合材料介电性能分析
第７卷第２期 ２０Ｑ８年３月 漯河职业技术学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｕｏｈｅ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｖ０１．７ Ｎ０．２ Ｍａｒ．２０Ｏ８ 二氧化硅增强石英纤维基复合材料介电性能分析 杨明堂 （漯河职业技术学院，河南漯河４６２００２） 夺・寺・÷・争・夺・夺・争・争・争・争・孛・争・÷・牛－÷・牛・寺・牛・专・争・争・争・牛・争・牛・÷・÷・幸・÷・寺・孛・牵・牵・幸・寺・幸・幸・÷・夺・牛・÷・孛・÷・÷・争・牛・牛・÷・÷・ 摘要：对透波材料性能要求进行了论述；对我国正进行研究的石英纤维增强二氧化硅基复合材料的 性能进行了分析；对透波材料的发展方向进行了预测。 关键词：透波材料；二氧化硅；石英纤维，介电常数；介电损耗角正切 中图分类号：ＴＱ３４３ ．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—７８６４（２００８）０２—００４７—０２ １ 透波材料的性能要求 航天透波材料要满足介电性能、力学性能、三防 寿命、质量等要求。材料的介电性能指标主要有介 电常数和损耗角正切，该指标直接影响航天透波材 料的介电性能，是选择材料的主要依据。透波材料 是对电磁波的“透明材料”，当然，“透明”是相对的， 电磁波在通过介质的时候，多少将损失一些电磁波 透过的能量，其直接的后果就是减少雷达的最大作 用距离。 对于一个特定的目标来说，最大作用距离是与 雷达罩传输功率系数的平方成正比。透过能量损失 的原因是由于罩子对电磁波的反射与吸收。材料透 过电磁波的多少，取决于材料本身的介电性能（８， ｔｇ８）、结构、厚度、入射角度等。 对于热透波材料不同材料体系具有不同的性能优 势和适用环境，因此在选材时应根据实际使用要求进 行综合考虑。对于复合材料，由复合材料介电公式： ｔｇ８＝｛［Ｖｆ８ ８０ｔｇ６ｆ＋（１一 ｆ一 ０）８ｆ ０ｔｇ８ ＋ Ｖ０ｓ ｆｔｇ８０］ Ｎ｝／８ｍ占ｆ占０ ｌｇ８Ｎ＝ ｆｌｏｇ ｆ＋（１一ｕｆ—ｔ，０）ｌ０ｇ ｍ＋１Ｊ０ｌｏｇ８０ 其中： ＝１一ｕ 一 。；ｓ 一复合材料的介电常数； 一复合材料中纤维的介电常数； 一复合材料基 体的介电常数；占 一复合材料中孔洞中介质的介电 常数；Ｖｆ一复合材料中纤维的体积分数； 一复合材 料中基体的体积分数；１３ｏ一复合材料中空气的体积 分数。 又根据介质损耗角正切的定义，垂直于纤维布 平面的复合材料的介质损耗角正切为 ｔｇ６＝｛【ｖｆ８ｍ ０ｔｇ６ｆ＋（１一 ｆ一 ０） ｆ占０ｔｇ６ｍ＋ １３０ ｍ ｆｔｇ６ｏ］ Ｎ｝／８ｍｓｆｓ０ 一般 很少，通常要求小于１％，因此复合材 料中的ｓ 和ｔｇ６主要决定于 、ｔｇ６、 ｆ和ｔｇ６ｆ。增 强纤维和基体两者的电性能好才可能成型出电性能 好的透波材料。所以增强体和基体的选择很重要。 目前在众多的材料体系中，高温透波性能最好的是 石英陶瓷和石英纤维增强二氧化硅基复合材料。石 英纤维增强二氧化硅基复合材料（ＳｉＯ ／ＳｉＯ ）是一 种性能良好的高温透波材料，但材料组分对透波性 能的影响使其也存在一定的缺点。 ２石英纤维增强二氧化硅基复合材料的介 电性能 石英玻璃具有良好的介电性能，突出的抗热震 性能和较低的密度而成为天线罩的理想材料。但其 机械强度太低，抗雨蚀性能差，且呈脆性断裂，从而 限制了其应用。石英纤维的化学成分是纯度达 ９９．５％以上的二氧化硅，根据复合材料原理，以石英 为基体，采用石英纤维纤维增韧来改变其力学性能， 纤维起增强作用，承受大部分载荷，使材料显示出较 高的抗张强度和刚度。基体与增强纤维通过界面连 接在一起，基体将载荷经界面传递给纤维，不仅能够 充分发挥纤维抗张性能优异的特点，还能起到使载 荷均匀分布和保护纤维免遭外界损伤的作用。由于 纤维复合材料可以集中和显示各组分材料的优点， 并能实现最佳结构设计，所以具有许多优良特性。 但工程应用中，与理想的电介质不同，复合材料 是由多相和多种成分构成的物质体系。在实际应用 收稿日期：２００７—１２—１７ 作者简介：杨明堂（１９５４一），男，河南许昌人，漯河职业技术学院讲师。
微波烧结
陶瓷的微波烧结
微波是一种电磁波，它遵循光的有关定律，可以被物质传递、吸收或反射，同时还能透过各种气体，很方便地实现在各种气氛保护下的微波加热及有气相参与的合成反应。材料在微波场中可简要地分为下列三种类型：（1）微波透明型材料：主要是低损耗绝缘体，如大多数高分子材料及部分非金属材料，可使微波部分反射及部分穿透，很少吸收微波。这类材料可以长期处于微波场中而不发热，可用作加热腔体内的透波材料。（2）全反射微波材料主要是导电性能良好的金属材料，这些材料对微波的反射系数接近于1，仅极少数入射的微波能量能透入，可用作微波加热设备中的波导、微波腔体、搅拌器等。（3）微波吸收型材料：主要是一些介于金属与绝缘体之间的电介质材料，包括纺织纤维材料、纸张、木材、陶瓷、水、石蜡等。微波烧结（microwave sintering）就是利用微波加热来对材料进行烧结。
材料的微波烧结开始于20世纪60年代中期，W.R.Tinga首先提出了陶瓷材料的微波烧结技术；到20世纪70年代中期，法国的J.C.Badot和
A.J.Berteand开始对微波烧结技术进行系统研究。20世纪80年代以后，各种高性能的陶瓷和金属材料得到了广泛应用，相应的制备技术也成了人们关注的焦点，微波烧结以其特有的节能、省时的优点，得到了美国、日本、加拿大、英国、德国等发达国家的政府、工业界、学术界的广泛重视，我国也于1988 年将其纳入“863”计划。在此期间，主要探索和研究了微波理论、微波烧结装置系统优化设计和材料烧结工艺、材料介电参数测试，材料与微波交互作用机制以及电磁场和温度场计算机数值模拟等，烧结了许多不同类型的材料。20世纪90年代后期，微波烧结已进入产业化阶段。
微波烧结同传统的加热方式不同。传统的加热是依靠发热体将热能通过对流、传导或辐射方式传递至被加热物而使其达到某一温度，热量从外向内传递，烧结时间长，也很能得到细晶。而微波烧结则是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量，材料的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法。
石英纤维透波复合材料的研究进展
・ ９６ ・ 材料导报 ２０１２年５月第２６卷专辑１９
石英纤维透波复合材料的研究进展
张雄 ，王义 ，程海峰。
（１空军驻长沙地区军代室，长沙４１００１１；２国防科技大学航天与材料工程学院新型陶瓷纤维及其
复合材料国防科技重点实验室，长沙４１００７３）
摘要 论述了透波材料的性能要求，分析和比较了各类石英纤维透波复合材料的优缺点、成型方法及研究现 状。其中，树脂基石英纤维透波复合材料中，氰酸酯、聚酰亚胺和聚四氟乙烯树脂基体具有发展潜力；陶瓷基石英纤 维透波复合材料中，二氧化硅和磷酸盐基体性能较优。最后，预测了石英纤维透波复合材料的发展方向。
关键词 石英纤维透波复合材料
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｗａｖｅ—ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ
ｂｙ Ｓｉｌｉｃａ Ｆｉｂｅｒｓ
ＺＨＡＮＧ Ｘｉｏｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｙｉ ，ＣＨＥＮＧ Ｈａｉｆｅｎｇ
（１ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ ｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ Ａｒｅａ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１ １；２ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｆｉｂｅｒｓ＆Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００７３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｖｅ－ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，
ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ．ｍｏｌｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｓｉｌｉｃａ ｆ－ｈｅ卜ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｗａｖｅ－ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ａｍｏｎｇ ｓｉｌｉｃａ ｆｉｂｅｒ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｒｅｓｉｎ ｍａｔｒｉｘ ｗａｖｅ－ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ＣＮ，ＰＩ，ａｎｄ ＰＴＦＥ ａｒｅ ｍｏｓｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｒｅｓｉｎ ｍａｔｒｉｘｅｓ．Ｗｈｉｌｅ ａｍｏｎｇ ｓｉｌｉｃａ ｆ．ｂｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ ｍａｔｒｉｘ ｗａｖｅ－ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｓｉ
机载雷达天线罩常用透波复合材料研究进展
・ ３５２ ・ 材料导报 ２０１１年ｌ１月第２５卷专辑ｌ８
机载雷达天线罩常用透波复合材料研究进展
李大进 ，肖加余 ，邢素丽
（１国防科技大学航天与材料工程学院，长沙４１００７３；２中国人民解放军９１４５８部队，三亚５７２０２１）
摘要 近年来，机载雷达技术迅速发展，工作体制不断改进，使得雷达工作电磁波具有高频率、宽波段的特点。 为适应这些变化，必须设计和制备出高性能天线罩，使其力学性能和透波性满足新型雷达工作要求。因为机载雷达
天线罩的性能主要是通过制备天线罩的复合材料来实现，所以从复合材料设计和制备的角度，详细介绍了机载雷达 天线罩常用增强纤维、树脂基体和夹芯材料的优、缺点，以及针对缺点进行的改性研究的现状，为机载雷达天线罩研
究工作的继续深入提供了比较全面的信息。
关键词 机载雷达天线罩透波性能复合材料
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｏｎ Ｗａｖｅ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｒａｄａｒ Ｒａｄｏｍｅ
ＬＩ Ｄａｊｉｎ ～。ＸＩＡＯ Ｊｉａｙｕ ，ＸＩＮＧ Ｓｕｌｉ１
（１ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００７３； ２ Ｕｎｉｔ ９１４５８ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ Ｌｉｂｅｒａｔｉｏｎ Ａｒｍｙ，Ｓａｎｙａ ５７２０２１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ａｉｒｂｏｒｎｅ ｒａｄａｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｒａｐｉｄｌｙ，ａｎｄ ｉｔｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ
ｂｅｅｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ，ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
2简述PI六大分类
2简述PI六大分类
1.工程塑料
PI可分为热固性及热塑性，可分为聚均苯四甲酰亚胺(PMMI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰胺一酰亚胺(PAI)等，在不同领域有着各自的用途。
PMMI在1.8MPa的负荷下热变形温度达360℃，电性能优良，可用于特种条件下的精密零件，耐高温自润滑轴承、密封圈、鼓风机叶轮等，还可用于与液氨接触的阀门零件，喷气发动机燃料供应系统零件。
PEI具有优良的力学性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高温和耐磨性能，熔体流动速率高，成型收缩率为0.5％～0.7％，可用注射和挤出成型，后处理较容易，还可用焊接法与其它材料结合，在电子电器、航空、汽车、医疗器械等产业得到广泛应用。
PAI的强度是当前非增强塑料中最高的，拉伸强度为190MPa，弯曲强度为250MPa，在1.8MPa负荷下热变形温度高达274℃。PAI具有良好的耐烧蚀性和高温、高频下的电磁性，对金属和其它材料有很好的粘接性能，主要用于齿轮、轴承和复印机分离爪等，还可用于飞行器的烧蚀材料、透磁材料和结构材料。
2.PI纤维
PI纤维是一种重要的高性能纤维，其耐高温PI纤维是目前使用温度最高的有机合成纤维之一，可以在250到350℃使用，在耐
光性、吸水性、耐热性等方面与芳纶和聚苯硫醚纤维相比都更为优越，高性能PI纤维的强度比芳纶高出约1倍，是目前力学性能最好的有机合成纤维之一。
随着高新技术领域的不断发展，其对PI制品理化性能的要求也越来越高，传统PI材料在力学、热学及光、电、磁等方面的性能已经不能满足现代科技领域对材料的特殊要求，PI高性能纤维以其优越的力学性能、耐热稳定性、耐辐照等特性将成为下一代高性能纤维的典型代表。
目前国内从事PI纤维产业的公司主要有江苏奥神、长春高琦、科聚新材、江苏先诺等。其中，长春高琦已成为我国PI研究、开发、生产的重要基地，江苏先诺一款具有完全自主知识产权的高性能有机纤维于2016年通过了科技成果鉴定。
透波材料介绍
最新透波材料介绍
一、透波材料：能透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质（包括能量）的材料
我们以不同性能的高分子材料为基体，通过填充、共混微波陶瓷介质和复合纤维等手段，在保证材料有良好承受机械力和其它性能的同时，调节材料的介电常数和耗散因数，得到透波率能够满足我们的使用要求的复合材料。
在实际运用中，介电常数和耗散因数是衡量透波材料透波能力的两个重要指标，根据透波材料的使用环境，还需要考虑除透波率外的其它性能，如长时间的耐高温性能、高刚性、尺寸稳定、阻燃、韧性、化学腐蚀、耐磨、自润滑、耐老化等。
二、应用：
隐身技术：避免入射电磁波大量反射，从而避开敌方雷达的探测；
无线电领域：利于微波-毫米波信号的接收、传输、放大、混频、发射等许多环节；
1、雷达罩和天线罩应用：
为保证雷达或天线在各种复杂环境中的正常使用, 雷达罩或天线罩用复合材料必须具备比强度高、透波率高等性能，同时在设计上也需要考虑良好的防振动和抗老化能力。
A、我们具有国内先进的透波率（90%-99%）改性复合材料的电性能设计能力和经验； B、透波材料的低介电常数和低介质损耗是满足其使用要求的必要条件；
C、拥有高耗散因数的材料不仅对无线电传输不利，同时会将电磁能转换为不利的热能。其技术难点主要是材料的透波率，长时间的交替耐高、低温性能，户外老化等。
1）气象雷达罩
2） 薄壁结构地面天线罩
3） 移动通讯基站天线罩
4） 车载天线罩
5） 各种天线包封
树脂基体的主要性能（介电常数）
树脂品种 密度（g/cm3） 弯曲强度(Mpa) 弯曲模量(Gpa) 介电常数(106HZ) 正切损耗(10GHz)
PPS 1.36-1.43 52-145 3.7-4.0 3.0 0.0006
PEEK 1.32 110-210 3.8-9.1 3.2-3.3 0.0033
LCP
1.38-1.40
3.0-3.2
ASA 1.06-1.48-155 1.7-3.0 3.2-3.5 0.028 1
透波复合材料
透波复合材料
第一篇：透波复合材料
透波复合材料
1.引言
利比亚战争中以美国为首的多国部队动用了大量先进的隐形战机和精确制导武器，如F16/F18、幻影2000、战斧式巡航导弹等，在短短几个小时内，就使得利比亚政府的通讯、交通、指挥等系统全部瘫痪。可见各类导弹在战场上发挥着重要的作用。
作为重要的透波部件，天线罩位于导弹头部，多为锥形或半球形，它既是弹体的结构件，又是无线电寻的制导系统的重要组成部分[1]。在导弹飞行过程中，它既要承受气动载荷、气动热等恶劣环境，又要作为发射和接收电磁波的通道，保证信号的正常传输，从而使导弹顺利完成制导和引爆等任务[1]。此外，为了减少导弹头部气动阻力，天线罩还必须具有合适的气动外形[1,2]。因此，天线罩能够保护导弹的制导、通讯、遥测、引爆等系统在恶劣环境条件下正常工作，是一种集承载、导流、透波、防热、耐蚀等多功能为一体的结构/功能部件[3,4]。
随着导弹飞行马赫数的不断提高，处于导弹气动力和气动热最大最高位置的天线罩需承受的温度和热冲击越来越高。新一代战术导弹的再入速度可高达几十个马赫，这使得导弹天线罩的工作环境日趋恶劣[5]。高温透波材料研究的滞后是制约导弹技术发展的瓶颈之一。因此，高马赫数导弹天线罩热透波材料必须具备良好的综合性能，归纳起来，主要有以下几点[6]：
（1）力学性能优良。断裂强度和韧性高，可承受高马赫数导弹高速飞行时纵向过载和横向过载产生的剪力、弯矩和轴向力，且要具有一定的刚性，使其在受力时不易变形。
（2）介电性能优异。介电常数ε低，损耗角正切值tgδ小。通常情况下，在0.3～300GHz频率范围内，天线罩材料的适宜介电常数ε应小于4，损耗角正切tgδ在10-3数量级以下，这样才能获得较理想的透波性能和瞄准误差特性。
（3）抗热震性和耐热性好。天线罩必须承受由于气动加热引起的剧烈热冲击和高温环境，高马赫数导弹天线罩更要能承受2000ºC以上的高温。