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透波材料一般是指在1-1000毫米波段的波長被,電磁波的單項透過率高于70%的物質所制備成的材料,是一種同時擁有結構、耐熱及透波等優(yōu)異性能化的多功能材料、由于特殊的用途及使用環(huán)境,同事更好地保證航空航天器在飛行過程中能夠正常工作,透波天線罩材料的選擇一般應滿足一下條件:
(1)穩(wěn)定的高溫介電性能
透波材料選擇的首要依據便是具有很低的介電常數ε比較合適的范圍為1-4,而tanδ的數量級范圍易在10-1~10-3內,這樣可以保證在啟動加熱環(huán)境下,在透過板材內部過程當中,很少的電磁波能量轉變成為了熱量,在表面上反射的能量也只占一小部分,所以提高了材料的透波率,并獲得更優(yōu)異的透波性能和更小的損失。
(2)良好的抗熱沖擊性能
航空航天器在高速飛行時,氣動加熱環(huán)境可以引起材料表面的溫度升高,此增加率與速度的平方成正比,這樣溫度會產生急劇的變化,導致材料需要承受的溫度梯度相當大,產生的這種比較高的熱應力可以使材料發(fā)生變形或損壞,嚴重影響了材料的綜合性能。因此,良好的抗熱震性是非常重要的,這包括良好的熱穩(wěn)定性,高的玻璃化轉變溫度和低的熱膨脹系數,這樣溫度發(fā)生急劇變化時,才來哦的分子組成以及結構能夠盡可能地保持常態(tài),材料蘇醒的變化不大可以確保航空航天器在高溫時正常的工作。
(3)足夠的機械強度和適當的彈性模量
在飛行過程中,航空航天器承受著由空氣動力的加速度引起的機械應力,為了能夠承受高速飛行的時候產生的各種外應力,雷達天線罩材料必須具有足夠大的力學性能(通常指抗彎強度)和合適的彈性模量。
(4)優(yōu)異的耐環(huán)境性
雷達天線罩一般用在比較復雜的環(huán)境中,如粒子云的撞擊,雨滴的撞擊和雨水的侵蝕。粒子云的撞擊會使材料表面不在光滑,雷達罩的結構性能改變,出現更為嚴重的氣動加熱現象,同時會改變材料的表層發(fā)生剝落并產生微裂紋,然后余地會沿著微裂紋向內滲透又進一步對材料的電性能造成影響,使材料收到嚴重破壞。所以雷達天線罩材料還必須具備石英惡劣環(huán)境的條件。
(5)可生產性
天線罩材料的透波性能很大一部分也決定于材料的結構,由于導彈、航空航天飛機及地面雷達天線罩尺寸有時會比較大,天線罩材料的制造過程中,集合尺寸必須做到很**,所以材料簡單的成型工藝即已加工性和可大批量生產的性能也是選擇透波材料的一個條件。
石英纖維同時具備力學、介電、耐燒蝕、抗震性優(yōu)良的性能,在高頻和700℃以下的溫度區(qū)域內,具有*低而又*穩(wěn)定的介電常數和節(jié)點損耗,同時強度保留70%以上,是一種優(yōu)良多功能的透波材料。石英玻璃纖維的軟化點1700℃,它具有優(yōu)良的熱震性和燒蝕率低的特性,而且具有彈性模量隨溫度的增高而增加的罕見特性,也是一種寬頻透波的主要材料。
(石英纖維紗)
石英纖維不僅克服了一般透波性材料本身難以耐受高溫的缺陷,而且充分展現了強度高、低吸濕率、耐腐蝕性等優(yōu)勢。這種耐高溫透波復合材料可以運用到雷達罩、天線罩(板)、天線窗等產品中,有效改善了其耐溫性,有助于產品在更多特殊環(huán)境下使用,這將對防空、海防、通訊等領域向更深層次發(fā)展產生積極作用。