[发明专利]一种多孔莫来石-磷酸镧复相透波材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多孔莫来石‑磷酸镧复相透波材料及其制备方法，涉及陶瓷基复合材料技术领域，所述制备方法包括：将硝酸镧溶液和磷酸溶液于第一预设温度下混合后形成磷酸镧预混液；向所述磷酸镧预混液中加入分散剂，待所述磷酸镧预混液中的磷酸镧溶解后，加入高岭土和氧化铝粉，形成混合液；将所述混合液于第二预设温度下处理，并经过提纯、干燥后得到磷酸镧‑莫来石复合粉；将所述磷酸镧‑莫来石复合粉和烧结助剂于混合介质中混合预设时间后，得到陶瓷粉体；将所述陶瓷粉体压制成型并经烧结、冷却后，得到多孔莫来石‑磷酸镧复相透波材料。本发明的多孔莫来石‑磷酸镧复相透波材料抗弯强度高、介电性能优异、可加工性能好、生产成本低。

技术领域

本发明涉及陶瓷基复合材料技术领域，具体而言，涉及一种多孔莫来石-磷酸镧复相透波材料及其制备方法。

背景技术

超声速飞行器的发展对高性能天线罩的需求日益迫切。天线等通信电子设备，需要在天线罩的保护下服役，天线罩需要承受震动载荷和气流冲刷，要求其具有优异的透波性能以及较佳的力学性能。然而，目前使用的多孔氮化硅陶瓷、熔融石英陶瓷、莫来石陶瓷以及磷酸盐陶瓷等材料，后期加工比较困难，并且具有较高的制备成本，因此，发明一种低成本可加工的透波材料是很有必要的。莫来石陶瓷多以含氧化铝和氧化硅的矿物为主要原料来制备，成本极低，但莫来石陶瓷作为脆性材料，加工同样极其困难。

发明内容

本发明解决的问题是传统莫来石陶瓷作为透波材料加工困难。

为解决上述问题，本发明提供一种多孔莫来石-磷酸镧复相透波材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，将硝酸镧溶液和磷酸溶液于第一预设温度下混合后形成磷酸镧预混液；

步骤S2，向所述磷酸镧预混液中加入分散剂，待所述磷酸镧预混液中的磷酸镧溶解后，加入高岭土和氧化铝粉，形成混合液；

步骤S3，将所述混合液于第二预设温度下处理，并经过提纯、干燥后得到磷酸镧-莫来石复合粉；

步骤S4，将所述磷酸镧-莫来石复合粉和烧结助剂于混合介质中混合预设时间后，得到陶瓷粉体；

步骤S5，将所述陶瓷粉体压制成型并经烧结、冷却后，得到多孔莫来石-磷酸镧复相透波材料。

可选地，步骤S1中，所述将硝酸镧溶液和磷酸溶液于第一预设温度下混合后形成磷酸镧预混液，包括：将硝酸镧溶液和磷酸溶液于0-8℃的温度下等体积混合后形成所述磷酸镧预混液。

可选地，步骤S2中，所述分散剂为柠檬酸，且所述柠檬酸与所述磷酸镧的摩尔比为(2-4):1。

可选地，步骤S2中，所述高岭土和所述氧化铝粉按照Al₂O₃:SiO₂＝2:1-3:2的质量比称量。

可选地，步骤S3中，所述将所述混合液于第二预设温度下处理，包括：将所述混合液置于70-100℃的磁力搅拌水浴锅内保温10-60min。

可选地，步骤S3中，所述磷酸镧-莫来石复合粉中所述磷酸镧与所述莫来石的体积比为(10-30％):(70-90％)。

可选地，步骤S4中，所述混合介质为二氧化硅球石和乙醇。

可选地，步骤S4中，所述烧结助剂为氧化钼和氟化铝，且所述氧化钼的质量为所述高岭土和所述氧化铝粉质量之和的2-5％，所述氟化铝的质量为所述高岭土和所述氧化铝粉质量之和的2-5％。

可选地，步骤S5中，所述烧结的方式包括：以2-10℃/min的升温速率升温至1400-1500℃后，保温2-4小时。