隨著雷達(dá)大量應(yīng)用于陸、海、空三軍及民航、氣象等領(lǐng)域,雷達(dá)天線罩的應(yīng)用也日益廣泛。天線罩是雷達(dá)的重要組成部分,被稱為雷達(dá)系統(tǒng)的“電磁窗口”。它在雷達(dá)天線的周圍形成一個(gè)封閉的空間,以保護(hù)雷達(dá)天線系統(tǒng)免受風(fēng)、沙、雨、雪、雹的侵襲,緩解氣溫驟變、太陽(yáng)輻射、潮濕、鹽霧等環(huán)境條件對(duì)天線系統(tǒng)的影響。隨著雷達(dá)工作體制的改進(jìn),以及參數(shù)捷變、米波、毫米波、擴(kuò)譜和調(diào)頻等新型雷達(dá)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,寬頻響應(yīng)已成為雷達(dá)天線系統(tǒng)重要特征,從而對(duì)雷達(dá)天線罩的透波特性提出了越來(lái)越高的要求。
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雷達(dá)天線罩作用及性能要求
隨著雷達(dá)大量應(yīng)用于陸、海、空三軍及民航、氣象等領(lǐng)域,雷達(dá)天線罩的應(yīng)用也日益廣泛。天線罩是雷達(dá)的重要組成部分,被稱為雷達(dá)系統(tǒng)的“電磁窗口”。它在雷達(dá)天線的周圍形成一個(gè)封閉的空間,以保護(hù)雷達(dá)天線系統(tǒng)免受風(fēng)、沙、雨、雪、雹的侵襲,緩解氣溫驟變、太陽(yáng)輻射、潮濕、鹽霧等環(huán)境條件對(duì)天線系統(tǒng)的影響。隨著雷達(dá)工作體制的改進(jìn),以及參數(shù)捷變、米波、毫米波、擴(kuò)譜和調(diào)頻等新型雷達(dá)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,寬頻響應(yīng)已成為雷達(dá)天線系統(tǒng)重要特征,從而對(duì)雷達(dá)天線罩的透波特性提出了越來(lái)越高的要求。
對(duì)飛機(jī)機(jī)載、導(dǎo)彈彈載雷達(dá)等飛行器雷達(dá)系統(tǒng)而言,雷達(dá)天線罩除了用來(lái)保護(hù)雷達(dá)天線或整個(gè)微波系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下能夠正常工作之外,還是一個(gè)氣動(dòng)/結(jié)構(gòu)/透波功能一體化部件。典型的飛行器雷達(dá)天線罩位于機(jī)頭前部。如果把雷達(dá)比作飛機(jī)的眼睛,雷達(dá)天線罩是飛機(jī)“眼睛”的防護(hù)鏡。相比地面、艦載、車載等靜止或低速移動(dòng)雷達(dá)系統(tǒng)而言,飛行器雷達(dá)天線罩還需滿足高速飛行中氣動(dòng)力、氣動(dòng)熱帶來(lái)的力學(xué)、熱學(xué)性能要求,因此飛行器雷達(dá)天線罩的技術(shù)要求更高。
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國(guó)內(nèi)外雷達(dá)天線罩技術(shù)發(fā)展歷史
雷達(dá)天線罩技術(shù)不是一門獨(dú)立的專業(yè)技術(shù),是一門跨專業(yè)跨學(xué)科的綜合技術(shù)。它的設(shè)計(jì)和制造涉及空氣動(dòng)力學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度計(jì)算、熱力學(xué)、天線與電磁場(chǎng)理論、材料學(xué)、工藝學(xué)、檢測(cè)技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、表面保護(hù)等專業(yè)。由于其對(duì)武器裝備發(fā)展的重要作用,世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是各軍事大國(guó)都給予了不動(dòng)聲色的關(guān)注。
我國(guó)對(duì)于電磁窗技術(shù)的研究起步較晚,從20世紀(jì)80年代才逐漸開(kāi)始重視電磁窗技術(shù)。隨著我國(guó)航空工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,特別是近30年來(lái),我國(guó)的機(jī)載雷達(dá)天線罩研制水平得到了快速發(fā)展。目前,我國(guó)已基本具備了研制各種類型先進(jìn)雷達(dá)天線罩制件的條件,并成功研制了幾乎包括世界上現(xiàn)有的各種結(jié)構(gòu)形式雷達(dá)天線罩,如實(shí)芯半波壁結(jié)構(gòu)、準(zhǔn)半波壁結(jié)構(gòu)、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、泡沫夾層結(jié)構(gòu)、FSS(帶通式)結(jié)構(gòu)、電抗加載結(jié)構(gòu)等。其中最能代表技術(shù)進(jìn)步水平的是90年代初期,中航工業(yè)集團(tuán)濟(jì)南特種結(jié)構(gòu)研究所(637所)研制的變壁厚、準(zhǔn)半波壁、人工介質(zhì)夾層結(jié)構(gòu)飛機(jī)雷達(dá)罩,使我國(guó)成為繼美國(guó)、德國(guó)之后第三個(gè)把人工介質(zhì)成功應(yīng)用于飛機(jī)雷達(dá)罩的國(guó)家。
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雷達(dá)天線罩材料
雷達(dá)天線罩選材的依據(jù)是高強(qiáng)度、高模量、耐候性好、介電性能好等,其中最主要的是介電性能,具體包括介電常數(shù)(ε)和損耗角正切(tanδ)。其中tanδ越大,電磁波能量在穿透天線罩過(guò)程中轉(zhuǎn)化為熱量而損耗的能量就越多;ε越大,電磁波在空氣與天線罩壁分界面上的反射就越大,從而導(dǎo)致鏡像波瓣電平增加和傳輸效率降低。因此,要求雷達(dá)天線罩罩體材料的tanδ低至接近于零,ε盡可能低,以達(dá)到“最大傳輸”和“最小反射”的目的。
纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料是一類集結(jié)構(gòu)、防熱、透波于一體的功能復(fù)合材料,具有優(yōu)良的電性能,介電常數(shù)ε和介電損耗tanδ都很小,同時(shí)具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膹椥阅A浚菍?shí)際應(yīng)用最廣的天線罩材料。
3.1?雷達(dá)天線罩增強(qiáng)纖維
增強(qiáng)纖維為纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料的主要承力者,在復(fù)合材料中有較高體積含量。其介電常數(shù)一般高于樹(shù)脂基體,因此是決定復(fù)合材料力學(xué)性能和介電性能的主要因素。
目前,雷達(dá)天線罩纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料的增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維和聚乙烯纖維等。
玻璃纖維具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的介電性能、耐腐蝕、吸濕性小以及尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),是天線罩最常用的增強(qiáng)材料,包括E玻璃纖維,S玻璃纖維、D玻璃纖維、高硅氧玻璃纖維等。E玻璃纖維是一種無(wú)堿玻璃,是最早用于天線罩的增強(qiáng)材料,價(jià)格最低,但其電性能較差;S玻璃纖維是一種高強(qiáng)度玻璃纖維,力學(xué)性能是玻璃纖維中最好的,介電性能中等;D玻璃纖維又稱低介電玻璃纖維,是國(guó)外專門為天線罩研制的一種玻璃纖維,ε和tanδ僅次于石英纖維和高硅氧玻璃纖維,但拉伸強(qiáng)度和模量較其他纖維低。高硅氧玻璃纖維以E玻璃纖維為基體,其SiO2含量可達(dá)91%~99%,性能介于E玻璃纖維和石英纖維之間。
石英纖維是指SiO2含量達(dá)到99.9%以上,絲徑在1-15μm的特種玻璃纖維。石英纖維的介電性能是所有玻璃纖維中最好的,并且能夠在較寬的頻帶范圍內(nèi)保持基本不變,因此可以實(shí)現(xiàn)天線罩的寬頻透波性。但其價(jià)格昂貴,是E玻璃纖維的30~40倍。
芳綸纖維(Kevlar)是一種比較常見(jiàn)的有機(jī)纖維,具有高強(qiáng)度和高模量,密度在高性能纖維中最小,阻尼性能好,耐磨性能優(yōu)異,化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好,具有較高的斷裂伸張率,優(yōu)異的抗沖擊性能、尺寸穩(wěn)定性能和介電性能,但芳綸易吸濕,影響介電性能,表面光滑,具有很強(qiáng)的化學(xué)惰性,與樹(shù)脂基體的結(jié)合界面性能較差。
高模量聚乙烯纖維(Spectra1000)具有很高的比強(qiáng)度和比模量,優(yōu)異的抗沖擊和阻尼性能,并且在各種頻率下均表現(xiàn)出優(yōu)異的介電性能(ε≤3.0,tanδ=10-4),耐熱性能差(熔點(diǎn)在144~152℃),強(qiáng)度和模量隨著溫度的升高而下降,抗蠕變性能較差,表面光滑且有惰性,極大的限制了UHMWPE纖維在透波復(fù)合材料中的應(yīng)用。
3.2 玻璃纖維基本概念
玻璃纖維是由玻璃礦石等加工而成,具有表面積大,比強(qiáng)度高,耐熱和物理化學(xué)穩(wěn)定的特點(diǎn),是一種優(yōu)良的功能材料和生態(tài)環(huán)境材料。玻璃纖維的主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等。
3.2.1、玻璃纖維制造工藝
玻璃纖維生產(chǎn)工藝主要有兩種:坩堝拉絲法和池窯拉絲法。
坩堝拉絲法先把玻璃原料高溫熔制成玻璃球,然后再將玻璃球二次熔化,高速拉絲制成玻璃纖維原絲。
池窯拉絲法則是國(guó)際上比較先進(jìn)的工藝,該工藝具有簡(jiǎn)單、節(jié)能、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。池窯拉絲工藝是原料經(jīng)過(guò)破碎粉碎、篩分成合格粉料、混合制成配合料,再將配合料投入單元熔窯中熔化成玻璃液,玻璃液由多排多孔鉑金樓板流出,形成纖維。
兩種工藝相互對(duì)比,坩堝拉絲工藝?yán)速M(fèi)能源,單機(jī)產(chǎn)量低,產(chǎn)品質(zhì)量差,生產(chǎn)成本高。而池窯拉絲法工藝簡(jiǎn)單,能耗相對(duì)較低,產(chǎn)品質(zhì)量較好,生產(chǎn)效率高且生產(chǎn)能力大。全世界90%以上產(chǎn)能已經(jīng)采用池窯拉絲法,未來(lái)比例將會(huì)更大。
玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料是一種廣泛應(yīng)用的雷達(dá)天線罩材料,其應(yīng)用頻段主要在10GHz范圍內(nèi),對(duì)于高頻波段(10~20GHz),需要采用具有更好介電性能的石英纖維作為增強(qiáng)材料。以石英纖維布作為增強(qiáng)材料,以環(huán)氧樹(shù)脂為基體制造的復(fù)合材料在雷達(dá)天線罩中應(yīng)用最為廣泛。
3.2.2、石英纖維
石英纖維是指SiO2含量達(dá)到99.9%以上,絲徑在1-15μm的特種玻璃纖維。它具有很高的耐熱性,能長(zhǎng)期在1050℃下使用,瞬間耐高溫達(dá)1700℃,耐溫性能僅次于碳纖維,同時(shí)具有卓越的電絕緣性和介電性能。石英纖維在實(shí)際中得到大量應(yīng)用,如美國(guó)F-15戰(zhàn)斗機(jī)第一代、第二代鼻錐天線罩都采用了石英纖維增強(qiáng)氰酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料作為夾層架構(gòu)的蒙皮。國(guó)外第四代戰(zhàn)斗機(jī)如美國(guó)F-22雷達(dá)罩都選用了寬頻性能極佳的石英纖維。
石英纖維的生產(chǎn)非常依賴原材料的供應(yīng),通常是直接用高純度的石英棒送至高溫區(qū)熔化拉絲。一般在2000~2100℃下拉制。目前全球高純度的石英砂供應(yīng)商中Unimin處于行業(yè)壟斷地位,國(guó)內(nèi)材料產(chǎn)能也受其制約。
3.3雷達(dá)天線罩樹(shù)脂基體
不飽和聚酯樹(shù)脂(UP)的電性能和工藝性能良好,而且價(jià)格便宜,是最早用于天線罩的樹(shù)脂基體之一,但因其力學(xué)性能較差,多使用于要求較低的地面雷達(dá)天線罩;酚醛樹(shù)脂(PF)是較早使用的天線罩材料,但其成型困難,不過(guò)改性后可用于一些對(duì)材料耐熱性要求高的場(chǎng)合;環(huán)氧樹(shù)脂(EP)具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性能和電性能,且固化收縮率低,是使用最廣泛的天線罩樹(shù)脂基體。
以上三種樹(shù)脂是傳統(tǒng)的天線罩樹(shù)脂基體材料,目前仍廣泛用于制備各種天線罩。近年來(lái)隨著先進(jìn)雷達(dá)天線罩對(duì)全頻帶、低介電損耗、耐高溫、耐候性等性能要求的不斷提升,一些新型樹(shù)脂體系如有機(jī)硅樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂(PI)、氰酸酯樹(shù)脂(CE)、聚四氟乙烯樹(shù)脂(PTFE)等新型耐高溫樹(shù)脂也開(kāi)始應(yīng)用于天線罩制造中。
有機(jī)硅樹(shù)脂突出的優(yōu)點(diǎn)是耐熱性和優(yōu)良的介電性能,在各種環(huán)境條件下介電性能都比較穩(wěn)定;其缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低,且需高壓成型。聚酰亞胺是近年來(lái)研究和報(bào)道較多的一種耐高溫樹(shù)脂,可以在300℃長(zhǎng)期使用,短期使用溫度達(dá)到540℃,具有優(yōu)異的介電性能,ε在3~4之間,tanδ<10-3,而且在較寬的溫度和頻率范圍內(nèi)仍能保持較好水平,它的缺點(diǎn)是固化困難,常需要高溫高壓和復(fù)雜的升溫程序,反應(yīng)生成的水或溶劑的存在將導(dǎo)致孔隙率較高,使樹(shù)脂潮解,電性能降低。
氰酸酯樹(shù)脂具有良好的力學(xué)性能、耐熱及耐濕熱性能,在很寬的溫度范圍(-160~220℃)和頻率范圍(104~1011Hz)內(nèi)具有穩(wěn)定且極低的ε(2.8~3.2)和tanδ(0.002~0.006),并且CE的介電性能具有明顯的寬帶特性,這種樹(shù)脂基體及其復(fù)合材料是未來(lái)透波復(fù)合材料的發(fā)展方向。
隨著雷達(dá)天線罩工作頻率(X波段或以上)的升高,特別是隱身天線罩的需求,傳統(tǒng)的蒙皮透波材料(高強(qiáng)度玻璃纖維布增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂體系)已不能滿足高透過(guò)、低反射、耐高功率的要求,石英纖維布/氰酸酯體系應(yīng)運(yùn)而生,滿足了高性能天線罩的需求。
國(guó)外復(fù)合材料產(chǎn)品如BASF公司的石英纖維/氰酸酯復(fù)合材料天線罩,其綜合性能比傳統(tǒng)環(huán)氧樹(shù)脂天線罩介電損耗降低了75%,介電常數(shù)降低了10%,另外具有更低的吸水率,因此濕態(tài)介電性能更加優(yōu)異。根據(jù)《樹(shù)脂基復(fù)合材料在雷達(dá)天線罩領(lǐng)域應(yīng)用及發(fā)展》,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品如航天材料及工藝研究所(703所)的QWB/701系列石英布/氰酸酯預(yù)浸料及復(fù)合材料耐180℃的高溫,介電性能優(yōu)異,已經(jīng)在某些型號(hào)上得到了應(yīng)用。
表中列出了航天材料及工藝研究所生產(chǎn)的石英布或高強(qiáng)玻璃纖維布作為增強(qiáng)材料,氰酸酯或環(huán)氧樹(shù)脂作為樹(shù)脂基體,組合制備的四種復(fù)合材料的介電性能對(duì)比。
通過(guò)對(duì)比可以看出,增強(qiáng)材料和樹(shù)脂的選擇均對(duì)介電常數(shù)和損耗角正切有較大影響。氰酸酯樹(shù)脂基復(fù)合材料的損耗角正切均顯著小于環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料;石英纖維布增強(qiáng)復(fù)合材料介電常數(shù)均顯著小于玻璃纖維布增強(qiáng)復(fù)合材料。石英纖維布/氰酸酯復(fù)合材料的介電性能與傳統(tǒng)玻璃纖維布/環(huán)氧復(fù)合材料相比,介電常數(shù)降低了24%,損耗角正切降低了78%。
3.4雷達(dá)天線罩壁結(jié)構(gòu)
雷達(dá)天線罩主要的壁結(jié)構(gòu)有單層、A夾層、B夾層、C夾層和多夾層結(jié)構(gòu)。天線罩之所以多采用夾層架構(gòu)是因?yàn)閵A層結(jié)構(gòu)不僅有更好的強(qiáng)度保持性,而且有著比薄壁結(jié)構(gòu)更為優(yōu)異的透波性能。夾層結(jié)構(gòu)可以利用兩表層之間電磁波的反射相互抵消作用來(lái)保證其良好的透波性。當(dāng)電磁波由空氣進(jìn)入夾層時(shí),在各介質(zhì)層產(chǎn)生反射,當(dāng)芯層厚度最佳時(shí),內(nèi)、外蒙皮的反射波幅度相等、相位相反,相互抵消,從而降低了反射波對(duì)雷達(dá)性能的影響。
單層實(shí)心半波壁的特點(diǎn)是在高入射角和兩種極化情況下具有良好的電性能,主要缺點(diǎn)是頻帶窄、重量大,因而實(shí)心半波壁常用于戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)頭罩。A夾層的特點(diǎn)是重量輕,在低、中入射角情況下,電性能較好,但其重復(fù)性較差,常用于入射角不大的情況,如民用客機(jī)的機(jī)頭罩和艦載雷達(dá)罩。多夾層雷達(dá)罩比A夾層具有更寬的頻帶并且適應(yīng)高入射角,但重復(fù)性較差和相位性能不佳是其主要缺點(diǎn)。
天線技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了新的雷達(dá)罩壁結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),主要有準(zhǔn)半波壁結(jié)構(gòu)、電抗加載雷達(dá)罩和頻率選擇表面(Frequency Selective Surface, FSS)。
為了利用實(shí)心壁結(jié)構(gòu)的高入射角的優(yōu)點(diǎn),克服重量大的缺點(diǎn),人們提出了準(zhǔn)半波壁結(jié)構(gòu)。準(zhǔn)半波壁從結(jié)構(gòu)上看是三層夾層結(jié)構(gòu),從電氣上看是單層壁。其中間層(俗稱“人工介質(zhì)”)的介電性能從理論上來(lái)說(shuō)和蒙皮層的介電性能相同。同時(shí)由于人工介質(zhì)的密度較低,使得準(zhǔn)半波壁比實(shí)心半波壁在重量上減輕30%以上,取得了明顯的減重效果。
電抗加載雷達(dá)罩實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代空戰(zhàn)寬頻的要求,即通過(guò)電抗加載(將專門設(shè)計(jì)的金屬物加到常規(guī)壁結(jié)構(gòu)上去),使天線罩在寬頻范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的電性能。
頻率選擇表面技術(shù)很好的滿足了四代戰(zhàn)斗機(jī)的隱身性能要求。常規(guī)雷達(dá)天線是主要的雷達(dá)波反射源,采用頻率選擇表面(FSS)雷達(dá)罩是實(shí)現(xiàn)雷達(dá)天線隱身的一個(gè)較好的辦法。FSS雷達(dá)天線罩允許我方飛行器雷達(dá)在自己的頻帶內(nèi)正常穿透,而將其他頻率的雷達(dá)波散射到各個(gè)方向,從而在保證自身雷達(dá)正常工作的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)敵雷達(dá)的隱身。
3.5 雷達(dá)天線罩夾層材料
對(duì)于夾層結(jié)構(gòu)天線罩,夾芯材料(簡(jiǎn)稱芯材)的選擇對(duì)天線罩的性能有重要影響。天線罩用芯材主要有蜂窩芯材和泡沫芯材。
蜂窩材料主要有鋁蜂窩、NOMEX蜂窩和普通紙蜂窩等,但天線罩用蜂窩芯材主要是NOMEX蜂窩。NOMEX蜂窩芯材是由芳綸紙浸漬酚醛樹(shù)脂制成,其介電常數(shù)低、強(qiáng)度高,具有彈性,抗撕裂性及耐磨蝕性都很好,在航天航空結(jié)構(gòu)、船舶制造等領(lǐng)域中已得到廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)使用的NOMEX蜂窩主要是北京航空制造工程研究所的NRH系列和北京航空材料研究院的NH系列。
聚合物泡沫是一種最常用的芯材,主要有聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)等,其中天線罩用泡沫芯材主要是PMI泡沫。PMI泡沫是一種采用固體發(fā)泡工藝成型,泡沫孔隙基本一致且均勻的100%閉孔泡沫。與其他泡沫比,在相同密度下,PMI泡沫的剛度和強(qiáng)度最高。而且,其耐高溫蠕變性能使得該泡沫能夠適用于高溫固化樹(shù)脂和預(yù)浸料體系。另外,PMI泡沫經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母邷靥幚硪院?,能承?90℃的固化工藝對(duì)泡沫尺寸穩(wěn)定性的要求,在航空領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
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雷達(dá)天線罩的制造工藝
雷達(dá)罩的成形工藝主要有手糊真空袋壓法、模壓法、熱壓罐法、纖維纏繞法和樹(shù)脂傳遞模塑法(RTM)等。
手糊真空袋壓法是使用最早、最廣泛的天線罩成型工藝方法,其基本工藝過(guò)程是:在涂有脫模劑的模具上涂刷樹(shù)脂,再鋪一層纖維織物,并用手工擠壓出氣泡和多余樹(shù)脂,如此一層一層鋪疊直到所需要的厚度。然后用真空袋密封好,并抽真空加壓,固化后脫模、修正得到天線罩。
模壓法一般可用來(lái)制造中小型天線罩,其基本工藝過(guò)程是:將脫模處理過(guò)的玻璃纖維織物用樹(shù)脂浸漬,將浸漬的織物烘干后按要求裁剪并逐層鋪覆在涂有脫模劑的陽(yáng)模上,鋪覆的層數(shù)要視天線罩的壁厚而定,然后套上陰模,加壓(也可加熱)固化。模壓料在模腔內(nèi)逐漸固化后從模腔里取出,進(jìn)行必要的修整得到天線罩成品。
熱壓罐法與手糊真空袋壓法和模壓法類似,只是在鋪覆成型后需將整個(gè)部件套上真空袋放到熱壓罐內(nèi),袋內(nèi)抽真空,外部加熱加壓使樹(shù)脂固化,脫模修整后即得天線罩。
纖維纏繞法是用于陽(yáng)模做芯軸,通過(guò)機(jī)械裝置將預(yù)先浸過(guò)樹(shù)脂的長(zhǎng)玻璃纖維帶按照各種預(yù)定的線形,有規(guī)律地纏繞在陽(yáng)模上。
樹(shù)脂傳遞模塑法是一種壁模模塑成型工藝方法,其工藝過(guò)程是在耐壓的密閉模腔內(nèi),填滿玻璃纖維增強(qiáng)材料,用壓力將液態(tài)樹(shù)脂注入模腔,使其滲透玻璃纖維,然后固化成型、脫模、修整得到天線罩產(chǎn)品。
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高超聲速導(dǎo)彈用雷達(dá)天線罩
高超聲速導(dǎo)彈天線罩對(duì)材料性能的要求較一般導(dǎo)彈和飛機(jī)天線罩更為苛刻。高超聲速導(dǎo)彈在稠密大氣層內(nèi)飛行時(shí),空氣受到強(qiáng)烈的壓縮和劇烈的摩擦作用,產(chǎn)生氣動(dòng)加熱現(xiàn)象。隨著導(dǎo)彈馬赫數(shù)的增加,氣動(dòng)加熱非常嚴(yán)重。高速飛行時(shí)氣動(dòng)加熱引起的溫度升高,大體與速度的平方成正比。導(dǎo)彈的速度越高,天線罩材料所要求的耐熱性越高。如在海平面高度,導(dǎo)彈以8~12倍聲速飛行時(shí),天線罩溫度將高達(dá)2400℃。氣動(dòng)加熱在天線罩罩壁產(chǎn)生很高的升溫速率(540~820℃),在天線罩的內(nèi)部存在很大的熱應(yīng)力,材料應(yīng)具有良好的抗熱沖擊性能。高超聲速導(dǎo)彈飛行時(shí)縱向和橫向過(guò)載產(chǎn)生的剪力、彎矩和軸向力非常大,要求天線罩材料具有較高的力學(xué)性能。氣動(dòng)加熱及氣動(dòng)剪切力的作用,還會(huì)使天線罩表面發(fā)生燒蝕,因此天線罩材料應(yīng)具有微燒蝕或燒蝕可控性。
隨著導(dǎo)彈飛行速度越來(lái)越快,導(dǎo)彈天線罩材料的發(fā)展歷程為:纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料——氧化鋁陶瓷——微晶玻璃——石英陶瓷——氮化物陶瓷——陶瓷基復(fù)合材料。
纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料與其它雷達(dá)罩應(yīng)用情況相同,此處不再贅述。
第一種商品化的高溫天線罩為氧化鋁陶瓷,在麻雀Ⅲ導(dǎo)彈和響尾蛇導(dǎo)彈中得到成功應(yīng)用,優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、硬度高、抗雨蝕性能好,缺點(diǎn)是彈性模量和線脹系數(shù)大,抗熱沖擊性能差。微晶玻璃是一種玻璃陶瓷,堇青石是其主要結(jié)晶相,但成型工藝和條件復(fù)雜,難以控制。1950年代末美國(guó)Corning公司開(kāi)發(fā)的微晶玻璃應(yīng)用在“小獵犬”艦空導(dǎo)彈天線罩中。1970年代末以來(lái)中科院硅酸鹽研究所研制的3-3微晶玻璃組成與Corning公司的9606微晶玻璃極為接近,只是介電損耗相對(duì)偏高,是國(guó)內(nèi)第一種高溫天線罩材料,已成功應(yīng)用于超聲速中低空防空導(dǎo)彈天線罩中。
氧化鋁、微晶玻璃僅適應(yīng)于導(dǎo)彈飛行速度小于5倍聲速的天線罩。對(duì)于高超聲速導(dǎo)彈而言,天線罩候選材料主要有石英陶瓷、氮化硅和氮化硼陶瓷。石英陶瓷的抗熱沖擊性好,介電性能穩(wěn)定,制造成本適中,已在美國(guó)“愛(ài)國(guó)者”和“潘興Ⅱ”導(dǎo)彈得到了應(yīng)用,適用于3~5倍聲速的導(dǎo)彈天線罩。
石英陶瓷是綜合性能很好的天線罩材料,但石英陶瓷的抗雨蝕及抗粒子侵蝕性能較差,當(dāng)導(dǎo)彈飛行速度大于6.5倍聲速時(shí),石英陶瓷難以滿足導(dǎo)彈天線罩強(qiáng)度和可靠性要求。1970~1980年代發(fā)展了氮化硅和氮化硼等氮化物陶瓷主要應(yīng)用于小于6倍聲速的導(dǎo)彈天線罩。國(guó)內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)、山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院、中科院上海硅酸鹽研究所對(duì)氮化硼、氮化硅 、氮化鋁陶瓷及其復(fù)相陶瓷進(jìn)行了深入研究。
高超聲速導(dǎo)彈天線罩要求材料具有優(yōu)異的力學(xué)、介電、耐燒蝕及抗熱沖擊性能,現(xiàn)有的材料體系僅有連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料能夠滿足高超聲速導(dǎo)彈天線罩的應(yīng)用要求?;w的作用是把載荷傳遞到纖維上,同時(shí)纖維發(fā)揮對(duì)基體的增強(qiáng)作用。石英纖維在各類纖維中綜合性能最為優(yōu)異。此外石英纖維化學(xué)穩(wěn)定性好、抗熱沖擊、耐燒蝕、易于編制且介電性能優(yōu)異,非常適合航天透波領(lǐng)域的應(yīng)用。然而石英纖維在高溫處理時(shí)容易脆化,力學(xué)性能迅速下降,因此應(yīng)加強(qiáng)高純耐高溫石英纖維的開(kāi)發(fā),改進(jìn)其常溫和高溫力學(xué)性能。目前國(guó)內(nèi)外主要以石英和BN兩種纖維為增強(qiáng)體制備陶瓷基透波復(fù)合材料。
1)石英纖維增強(qiáng)陶瓷基透波復(fù)合材料
美國(guó)Philco-Ford公司和GE公司分別研制了石英纖維織物增強(qiáng)二氧化硅復(fù)合材料(SiO2/SiO2),其中AS-3DX材料常溫時(shí)5.841GHz下的介電常數(shù)ε=2.88,損耗角正切tanδ=0.00612,該材料已用于美國(guó)“三叉戟”潛地導(dǎo)彈。為滿足中遠(yuǎn)程地地戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈和戰(zhàn)略導(dǎo)彈天線罩需求,國(guó)內(nèi)航天材料及工藝研究所(703所)、山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院等單位研制了石英纖維織物增強(qiáng)二氧化硅基復(fù)合材料(3D SiO2/SiO2),其密度為1.58~1.61g/cm3,已獲得型號(hào)應(yīng)用。
俄羅斯著重開(kāi)發(fā)了石英纖維增強(qiáng)磷酸鹽基復(fù)合材料。該材料具有良好的力學(xué)、物理和電性能。磷酸鋁復(fù)合材料在1500~1800℃以下性能穩(wěn)定,但當(dāng)溫度再高時(shí)磷酸鹽復(fù)合材料熔融粘度太低,不能保證正常使用。目前,這類材料在巡航導(dǎo)彈、反導(dǎo)型、戰(zhàn)術(shù)型導(dǎo)彈及航天飛機(jī)上獲得了應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)北京玻璃鋼研究設(shè)計(jì)院制備了石英纖維布增強(qiáng)磷酸鋁復(fù)合材料,可用于環(huán)境溫度在1200℃以下的天線窗材料和小型透波防熱部件。
2)? 氮化硼纖維增強(qiáng)陶瓷基透波復(fù)合材料
美國(guó)的Hyper-Therm HTC公司利用獨(dú)特的化學(xué)氣相增密過(guò)程制備了世界上第一個(gè)低介電性能、耐高溫的氮化硅(Si3N4)基復(fù)合材料,該材料可以用在高超聲速導(dǎo)彈天線罩中。國(guó)內(nèi)國(guó)防科技大學(xué)對(duì)氮化硅基復(fù)合材料進(jìn)行了大量的研究,并取得了一定的成果。
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雷達(dá)天線罩市場(chǎng)容量
雷達(dá)天線罩市場(chǎng)容量是雷達(dá)行業(yè)市場(chǎng)容量的子集。根據(jù)我們之前的研究《信息化戰(zhàn)爭(zhēng)千里眼,軍工成長(zhǎng)急先鋒:雷達(dá)行業(yè)研究報(bào)告》,2015年國(guó)內(nèi)軍用雷達(dá)市場(chǎng)容量約為140億元。我們估計(jì)雷達(dá)天線罩綜合價(jià)值占比在3%左右,由此推斷2015年國(guó)內(nèi)軍用雷達(dá)天線罩市場(chǎng)容量約為4億元。我們預(yù)測(cè)十三五期間國(guó)內(nèi)軍用雷達(dá)市場(chǎng)總體將保持20%以上的年復(fù)合增速。我們保守估計(jì),2020年雷達(dá)天線罩市場(chǎng)容量將達(dá)10億元左右。
考慮到臺(tái)海、南海、釣魚島及中印邊境的軍事斗爭(zhēng)態(tài)勢(shì),基于對(duì)遠(yuǎn)程精確打擊武器的迫切需求,我們認(rèn)為十三五期間在地基雷達(dá)、艦載雷達(dá)、車載雷達(dá)、星載雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)、彈載雷達(dá)等方向中,彈載雷達(dá)的增速最快,對(duì)天線罩的價(jià)值貢獻(xiàn)最大。
綜合以上分析,石英纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料和石英纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料在雷達(dá)天線罩中的應(yīng)用越來(lái)越廣。由于石英纖維造價(jià)較高,我們估計(jì)石英纖維在相應(yīng)雷達(dá)天線罩總體造價(jià)中占比在50%以上。假設(shè)石英纖維復(fù)合材料在雷達(dá)天線罩應(yīng)用中占比達(dá)2/3,則可估算2020年雷達(dá)天線罩用石英纖維市場(chǎng)容量將達(dá)3.5億元。
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產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)
7.1?雷達(dá)天線罩生產(chǎn)單位
國(guó)內(nèi)雷達(dá)天線罩生產(chǎn)單位主要分為兩類,第一類是航空航天系統(tǒng)專業(yè)研究所,如637所、703所、306所等;第二類為原建材工業(yè)部下屬玻璃鋼制品研制生產(chǎn)單位,如上海玻璃鋼研究院有限公司、哈爾濱玻璃鋼研究院、北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司等。
7.1.1、中航工業(yè)集團(tuán)濟(jì)南特種結(jié)構(gòu)研究所
中航工業(yè)集團(tuán)濟(jì)南特種結(jié)構(gòu)研究所(637所),是我國(guó)電磁窗專業(yè)化研究所,承擔(dān)著機(jī)載、彈載、艦載、車輛、地面雷達(dá)站等電磁窗產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、測(cè)試、批生產(chǎn)及維修任務(wù),持有國(guó)家主管部門頒發(fā)的軍工產(chǎn)品生產(chǎn)許可證及民用飛機(jī)雷達(dá)天線罩維修許可證。研究所是《機(jī)載雷達(dá)天線罩通用規(guī)范》的主編單位,設(shè)有高性能電磁窗航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)官網(wǎng)報(bào)道,特種所近幾年取得了顯著的成績(jī),重要型號(hào)的電磁窗產(chǎn)品幾乎都是特種所研制,發(fā)揮了挺起民族電磁窗行業(yè)脊梁的作用。
7.1.2、航天材料及工藝研究所
航天材料及工藝研究所(航天科技集團(tuán)一院703所)于1957年在北京成立,是中國(guó)航天領(lǐng)域材料及工藝技術(shù)的研究中心。首任所長(zhǎng)姚桐斌為“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者;研究所共獲得過(guò)全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)32項(xiàng),國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)26項(xiàng),國(guó)防科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)和部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)400余項(xiàng)。現(xiàn)有職工1000余人,建有先進(jìn)功能復(fù)合材料技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、樹(shù)脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)研究應(yīng)用中心、功能性碳纖維復(fù)合材料技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室。研究所下轄功能復(fù)合材料及工藝事業(yè)部,在燒蝕防熱、多功能、透波、隔熱等高新材料技術(shù)領(lǐng)域處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。下轄功能復(fù)合材料制造部,其玻璃鋼制品技術(shù)國(guó)內(nèi)先進(jìn)。研究所自主研制的環(huán)氧、雙馬、氰酸酯樹(shù)脂體系及預(yù)浸料參加業(yè)內(nèi)展會(huì)廣受關(guān)注。
7.1.3、航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
航天特種材料及工藝技術(shù)研究所(航天科工集團(tuán)三院306所)成立于2002年,2004年經(jīng)批復(fù)成為中國(guó)航天科工集團(tuán)公司特種材料及工藝研究中心?,F(xiàn)有透波材料及天線罩技術(shù)、樹(shù)脂基結(jié)構(gòu)復(fù)合材料技術(shù)、熱防護(hù)材料技術(shù)、陶瓷基結(jié)構(gòu)復(fù)合材料技術(shù)、金屬材料特種工藝技術(shù)、材料理化分析及檢測(cè)技術(shù)六大專業(yè)。研究所目前人員規(guī)模600余人,其中博士生50余人。承擔(dān)任務(wù)以航天三院項(xiàng)目為重點(diǎn)、立足航天科工集團(tuán)、面向航空航天領(lǐng)域,主要從事復(fù)合材料、非金屬材料及特種金屬材料及工藝的應(yīng)用研究、產(chǎn)品研制、測(cè)試及生產(chǎn)。
7.1.4、上海玻璃鋼研究院有限公司
上海玻璃鋼研究院創(chuàng)建于1960年,前身為建材部上海玻璃鋼研究所。2016年,公司通過(guò)重大資產(chǎn)重組改制,從國(guó)企轉(zhuǎn)變成民企,成為上海華信國(guó)際集團(tuán)全資子公司。根據(jù)公司官網(wǎng),公司具有二級(jí)保密資質(zhì),是國(guó)家重點(diǎn)的玻璃鋼雷達(dá)天線罩研制單位,能根據(jù)用戶的具體電性結(jié)構(gòu)和使用工況等要求,進(jìn)行自主設(shè)計(jì),研發(fā)和生產(chǎn)。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn),1970年代初,以上海玻璃鋼研究院為主,匯集相關(guān)單位,開(kāi)始了國(guó)內(nèi)首套雷達(dá)天線罩(直徑44米,代號(hào)1101工程)的開(kāi)發(fā)工作,并獲成功,從而奠定了我國(guó)雷達(dá)天線罩的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)。
7.1.5、哈爾濱玻璃鋼研究院
哈爾濱玻璃鋼研究院創(chuàng)建于1960年,是我國(guó)最早從事樹(shù)脂基復(fù)合材料研究和應(yīng)用的專業(yè)機(jī)構(gòu)之一,是國(guó)家樹(shù)脂基復(fù)合材料工程中心的依托單位,是國(guó)家纖維增強(qiáng)塑料標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)副主任委員單位。原直屬國(guó)家建筑材料工業(yè)局,1999年轉(zhuǎn)制進(jìn)入中國(guó)建筑材料集團(tuán)公司,是具有獨(dú)立性法人地位的國(guó)有獨(dú)資企業(yè)。
哈玻院現(xiàn)有從業(yè)人員600余人,具有二級(jí)保密資質(zhì),長(zhǎng)期承擔(dān)著國(guó)家重大科研計(jì)劃任務(wù)和國(guó)家重點(diǎn)武器型號(hào)的科研與生產(chǎn)任務(wù),其配套產(chǎn)品涉及航天、航空、船舶、兵器、核工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)官網(wǎng),哈玻院開(kāi)發(fā)出的系列地面雷達(dá)天線罩,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、民航、氣象、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域,現(xiàn)已有四大系列,二十多個(gè)規(guī)格。截至目前,已有300多部各類天線罩架設(shè)在我國(guó)各地,二十多年以來(lái),生產(chǎn)的雷達(dá)罩經(jīng)受住了歷次臺(tái)風(fēng)的考驗(yàn),無(wú)一例傾覆事故。
7.1.6、北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司
公司由北京玻璃鋼研究設(shè)計(jì)院(北京二五一廠)轉(zhuǎn)制而成立,公司繼承了北京玻璃鋼研究設(shè)計(jì)院五十余年來(lái)形成的專有技術(shù)和行業(yè)影響力等無(wú)形資產(chǎn),在復(fù)合材料設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造方面具有雄厚的實(shí)力,是專門從事交通運(yùn)輸、建筑工程、電子電力、航空航天等領(lǐng)域高品質(zhì)復(fù)合材料研發(fā)、制造加工、銷售和技術(shù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。
根據(jù)中材科技(002080.SZ)招股說(shuō)明書,中材科技設(shè)立時(shí),中材總公司將北玻院民用復(fù)合材料、通用玻璃纖維以及定型的批量訂貨的軍工配套先進(jìn)復(fù)合材料產(chǎn)品資產(chǎn)業(yè)務(wù)投入中材科技, 未定型軍工配套產(chǎn)品的在研在建項(xiàng)目及相關(guān)先進(jìn)復(fù)合材料資產(chǎn)保留在北玻院存續(xù)。
7.2 雷達(dá)天線罩增強(qiáng)纖維生產(chǎn)單位
國(guó)內(nèi)雷達(dá)天線罩用玻璃纖維主要研制生產(chǎn)單位為中材科技(002080.SZ)下屬南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院,石英纖維主要研制生產(chǎn)單位為湖北菲利華石英玻璃股份有限公司(300395.SZ)。
7.2.1、南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院
中材科技是中國(guó)建材集團(tuán)控股的上市公司,承繼了原建材工業(yè)部下屬南京玻纖設(shè)計(jì)研究院(南玻院)、北京玻璃鋼設(shè)計(jì)研究院(北玻院)和蘇州非金屬設(shè)計(jì)研究院(蘇非院)三個(gè)國(guó)家級(jí)科研院所四十多年的核心技術(shù)資源和人才優(yōu)勢(shì),是我國(guó)特種纖維復(fù)合材料行業(yè)的技術(shù)裝備研發(fā)中心,也是我國(guó)國(guó)防工業(yè)最大的特種纖維復(fù)合材料配套研制基地,引領(lǐng)著中國(guó)特種纖維復(fù)合材料的技術(shù)發(fā)展。南玻院、北玻院和蘇非院分別是我國(guó)特種玻纖及深加工、玻璃鋼、非金屬礦開(kāi)發(fā)領(lǐng)域?qū)嵙軓?qiáng)的科研單位。
1964年,南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院為配合國(guó)家“兩彈一星”項(xiàng)目組建,原隸屬于國(guó)家建筑材料工業(yè)局,是我國(guó)唯一從事玻璃纖維研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的綜合性的院所。1999年7月,作為全國(guó)首批改制的科研院所之一,轉(zhuǎn)制為企業(yè),2004年經(jīng)股份制改造,成為中材科技股份有限公司的經(jīng)營(yíng)母體,2006年11月公司成功上市。
中材科技南京玻纖院擁有各類專業(yè)技術(shù)人員600多人,來(lái)自無(wú)機(jī)材料、高分子材料、復(fù)合材料、機(jī)械、電氣、窯爐、紡織及環(huán)保等二十多個(gè)專業(yè),其中有中國(guó)工程院院士1人。根據(jù)公司的發(fā)展戰(zhàn)略,確立了以高性能材料制造、行業(yè)及工程服務(wù)、國(guó)防軍工配套研發(fā)為三大平臺(tái)。
南玻院在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防軍工配套等方面具有特殊地位。公司擁有國(guó)家玻璃纖維及制品工程技術(shù)研究中心、國(guó)家玻璃纖維產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心和國(guó)家玻璃纖維情報(bào)信息中心。公司是國(guó)內(nèi)唯一擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、國(guó)家工程技術(shù)研究中心特種玻璃纖維及制品唯一的綜合性研究、生產(chǎn)基地。生產(chǎn)的各類特種玻璃纖維織物成功應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工領(lǐng)域。公司是國(guó)防工業(yè)最大的特種纖維復(fù)合材料配套研制基地,提供多種飛機(jī)雷達(dá)罩紡形編制套。在特種玻璃纖維領(lǐng)域,公司的產(chǎn)業(yè)鏈最完整,產(chǎn)品品種世界最全,產(chǎn)能最大。
7.2.2、菲利華(300395.SZ)
菲利華是國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域用石英纖維及制品的主導(dǎo)供應(yīng)商。公司前身湖北省沙市石英玻璃總廠于1966年建成投產(chǎn),是原國(guó)家建材部九家重點(diǎn)石英玻璃生產(chǎn)廠家之一,自建成以來(lái)一直專注于石英玻璃材料核心業(yè)務(wù)。公司前董事長(zhǎng)鄧家貴自1967年起一直在公司及其前身工作,具有近50年的行業(yè)從業(yè)經(jīng)歷,自2002年起擔(dān)任中國(guó)建筑玻璃與工業(yè)玻璃協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)(2013年起由公司現(xiàn)任董事長(zhǎng)吳學(xué)民擔(dān)任)。
根據(jù)公司在國(guó)家軍民融合公共服務(wù)平臺(tái)上的介紹,石英玻璃纖維的性能的劃分,該材料主要應(yīng)用在如下方面:
??? 1、耐燒蝕材料的增強(qiáng)材料
航天飛行器再入大氣層隔熱罩、火箭頭錐體、雷達(dá)天線罩、噴管和排氣管,可用石英玻璃纖維織物、無(wú)捻粗紗、短切纖維和石英玻璃纖維三維織物、仿形織物與酚醛樹(shù)脂等聚合物,采用帶纏繞、纖維纏繞、壓模法和真空熱壓法成型工藝進(jìn)行制造。
??? 2、透波材料的增強(qiáng)材料
石英玻璃纖維在高頻和700℃以下工作區(qū)域內(nèi),保持最低而穩(wěn)定的介電常數(shù)和介電損耗。這種優(yōu)異的性能能抵抗航天飛行器在飛行過(guò)程中,因溫度陡然變化對(duì)材料介電性能產(chǎn)生突變性的影響。是再入式和超高速飛行器的理想透波材料,也是寬頻透波耐熱材料的主要研究方向。航天飛行器的電磁窗,導(dǎo)彈雷達(dá)天線罩選用石英玻璃纖維便充分利用了石英玻璃纖維的這一性質(zhì)。
?? ?3、高溫隔熱材料
(1)石英玻璃棉
石英玻璃棉具有極佳的抗熱沖擊能力,而且導(dǎo)熱系數(shù)低,同時(shí)具有卷曲的外形,減少了施工中因填塞造成的過(guò)度壓縮。該產(chǎn)品主要作運(yùn)載火箭防護(hù)系統(tǒng),火箭噴管、宇宙再入飛船的燒蝕材料,高溫酸性液體與氣體介質(zhì)的過(guò)濾材料和反應(yīng)堆的保溫材料。
(2)低密度石英玻璃纖維氈
主要用作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫隔熱材料。
(3)石英玻璃針刺氈
主要用作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)爐的保溫隔熱材料。
(4)石英剛性SiO2塊材
石英玻璃纖維與無(wú)機(jī)粘合劑可加工而成100%的無(wú)機(jī)材料。該材料可在1550℃的高溫中使用。這樣加工而成的材料主要用于高溫過(guò)濾,高馬赫雷達(dá)天線罩和再入式飛行器的防熱材料。
??? 4、覆箔板的增強(qiáng)材料
印刷電路板信號(hào)傳輸速度反比于基板介電常數(shù)的平方根,信號(hào)傳輸損耗正比于介電常數(shù)的平方根與基板介電損耗之積。石英玻璃有最小的介電常數(shù)和介電損耗。用石英玻璃纖維做成的印刷電路板的基板,可用于航空航天、軍工及超級(jí)計(jì)算機(jī)等特殊要求的領(lǐng)域。
另外,石英玻璃纖維涂PTFE后,可提高耐磨性和曲繞能力,可用作高溫縫紉線和工業(yè)縫紉線。石英玻璃纖維還是冶金等工業(yè)部分現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫一次性使用的熱電偶的高溫絕緣材料。
石英玻璃纖維最早的用途是應(yīng)用于扭稱上,如今石英彈簧的用途十分廣泛。
編輯:黃飛
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評(píng)論
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