CN85104085A - 石英纤维-石英-磷酸铝复合材料 - Google Patents

石英纤维-石英-磷酸铝复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明属于高温天线窗用的材料。它是由石英纤维——石英——磷酸铝组成，其组分为石英粉料25～60％(重量)、石英纤维20～50％(重量)、磷酸铝3～10％(重量)，最佳组分为石英粉料含量为57％(重量)，石英纤维含量为37％(重量)，磷酸铝含量为6％(重量)并在450～900℃空气中烧成，用特殊有机涂料涂于材料表面，以保持性能稳定。

Description

本发明属于高温天线窗材料。主要应用于空间飞行器的天线窗，亦可作空间飞行器的防热材料。
天线窗能提高现代空间飞行器主动寻找所要观察目标的准确性。现有材料一般为树脂复合材料或其他有机物材料，适用于常温或低于300℃环境下使用。Norris（12th    Symp    Elect    Windows，Georgia    Tech，1974）用玻璃纤维增强磷酸铝作为天线窗材料，其强度低而易吸湿，致使介电常数变化和损耗增加，因此造成运输和贮藏上的困难。并且只能在500℃短暂使用。
本发明的目的在于提供一种高温天线窗材料，具有比现有天线窗材料耐更高的温度和更便于运输和贮藏而仍能满足介电性能要求。
为了达到上述目的，本发明采用石英粉料填充到石英纤维-磷酸铝复合材料中，以提高其力学性能，其组分如下：石英粉料含量为25～60%（重量），石英纤维含量为20～50%（重量），磷酸铝含量为3～10%（重量）。本发明的最佳组分为石英粉料57%（重量）、石英纤维37%（重量）、磷酸铝6%（重量）。
本发明的复合材料在450～900℃下空气中烧成，以提高材料的体积密度和机械强度。
本发明的又一特点是用一种特殊有机涂料薄薄地涂于材料表面，使材料与空气隔绝，免于材料吸湿，以保持性能的稳定。
用本发明制造的石英纤维-石英-磷酸铝复合材料具有很高的强度，提高了材料的可机械加工性，便于运输和贮藏。表1为本发明的复合材料力学和热学性能。
本发明的实施例1是：采用本发明制成石英纤维-石英-磷酸铝复合材料后可用机械加工成各种平板，园柱体和φ300mm壁厚20mm的异形园筒，其介电性能如下：介电常数2.5～3.5;介电损耗1-5×10-3。
另一个实施例是：采用本发明制成的复合材料加工成烧蚀试样，当燃烧室压力15kg/cm2，出口压力1.5kg/cm2，值1000-1500Cal/g试样与喷口距离110毫米，攻角为30时，线烧蚀率为0.10～0.15mm/sec。
表1    石英纤维-石英-磷酸铝复合材料的力学性能
和热性能
抗弯强度（Mpa）    40～60
抗拉强度（Mpa）    20～40
弹性模量（Mpa） 1.5～1.8×104
断裂应变（%）    0.2-0.4
断裂功（J/m2） 150～300
热膨胀系数（℃-1） （1～3）×10-7（20～1000℃）
导温系数（mm2/sec） （2-6）×10-2（800-1200℃）

Claims (4)

1、一种属于高温天线窗材料，是由石英纤维--石英--磷酸铝组成的复合材料，其特征是石英粉料含量为25～60%(重量)、石英纤维含量为20～50%(重量)、磷酸铝含量为3～10%(重量)。
2、按权利要求1所述的复合材料，其特征在于最佳组成为石英粉料57%（重量）、石英纤维37%（重量）、磷酸铝6%（重量）。
3、按权利要求1或2所述的复合材料，其特征是在450～900℃空气中烧成的。
4、按权利要求3所述的复合材料，其特征是用特殊的有机涂料薄薄地涂在材料表面。
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