具有低介电损耗性能的磷酸盐耐高温材料

摘要

磷酸盐材料做为一种无污染、高强度、耐高温、耐老化和多功能化材料被广泛应用于耐火材料、陶瓷涂层以及纤维复合材料等耐高温领域;同时其优异的介电性能以及较好的结构设计性能，使磷酸盐材料也作为一种优良的具有低介电损耗的耐高温材料在航空航天领域得到广泛地应用。
　　 本论文对磷酸盐耐高温材料进行了研究，包括磷酸铝和磷酸铬铝两部分。
　　 首先对磷酸铝溶液的合成条件进行了研究，系统全面地研究了磷酸铝的热固化过程和升温过程中磷酸铝盐物相的变化和结构的演变，再以磷酸铝溶液为基料制备出磷酸铝耐高温粘结材料，并研究了物相和结构变化对该粘结材料高温力学性能的影响，结果表明:Al/P摩尔比和合成温度影响着Al2O3-P2O5-H2O溶液的产物组成;升温过程中磷酸铝中的磷酸基团之间发生分子间脱水缩合，由磷酸二氢铝缩合为短链状的三聚磷酸铝，进一步缩合为环状的偏磷酸铝，相应地其磷酸根的结构单元由Q0结构最终转变为Q2结构;以合成的磷酸铝溶液做基料，制备出的耐高温粘结材料具有较好的力学性能和耐高温性能，高温下胶体结构的变化导致了力学性能的变化。
　　 然后在对磷酸铝研究的基础上，合成和制备磷酸铬铝耐高温透波材料，研究了Cr3+的引入对磷酸铝的热固化过程以及升温过程中磷酸铝体系物相变化和结构演变的影响，进一步阐述了物相和结构的变化对材料介电性能的影响，结果表明:Cr3+的引入提高了溶液的稳定性;延缓了磷酸铝热固化过程中的结晶速度，抑制了B-Al(PO3)3向A-Al(PO3)3的转化，促使方石英型AlPO4的生成，降低了P体系结构演变的温度，也加速了胶黏剂的脱水缩合过程，同时引入适量的Cr3+可以很好地提高材料的抗吸湿性能和介电性能，而对材料的力学性能影响较小;以合成的磷酸铝溶液做基料，制备出的低介电损耗的磷酸铬铝耐高温材料的性能可达:耐高温＞1000℃;介电性能:106Hz下，介电常数3.2～4.6，介电损耗0.0091～0.0209;7天后的吸湿率＜0.07％。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 低介电损耗的磷酸盐耐高温材料的概述

1．2．1 磷酸盐耐高温粘结材料

1．2．2 低介电损耗的磷酸盐耐高温透波材

1．3 选题的依据和主要研究内容

1．3．1 选题的目的与意义

1．3．2 主要研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验原料和仪器

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验仪器

2．2 性能测试

第三章 Al2O3-P2O5-H2O体系的合成、结构随温度的演变及应用

3．1 前言

3．2 磷酸铝基料合成条件的研究

3．2．1 不同温度下磷酸的红外分析

3．2．2 Al2O3-P2O5-H2O溶液合成条件的研究

3．3 Al2O3-P2O5-H2O体系结构随温度的演变

3．3．1 Al/P=1:3的Al2O3-P2O5-H2O体系

3．3．2 Al/P=1:23的Al2O3-P2O5-H2O体系

3．4 磷酸铝-氧化铜胶的制备

3．4．1 基料Al/P摩尔比和合成温度的选择

3．4．2 氧化铜的处理

3．4．3 固液比

3．5 磷酸铝-氧化铜胶的耐高温性

3．5．1 Al/P=1:3的磷酸铝-氧化铜高温力学性能

3．5．2 Al/P=1:23的磷酸铝-氧化铜高温力学性能

3．6 小结

第四章 Al2O3-P2O5-Cr2O3-H2O体系的合成、结构随温度的演变及应用

4．1 前言

4．2 磷酸铬铝基料合成条件的研究

4．2．1 Al2O3-P2O5-Cr2O3-H2O溶液的合成

4．2．2 Al2O3-P2O5-Cr2O3-H2O溶液稳定性的研究

4．3 Al2O3-P2O5-Cr2O3-H2O体系温结构随温度的演变

4．3．1 Cr3+引入对热固化行为的影响

4．3．2 磷酸加入量对热固化行为的影响

4．4 低介电损耗的磷酸铬铝耐高温材料的制备

4．4．1 磷酸铬铝基料的介电性能

4．4．2 固化剂和填料的选择

4．4．3 磷酸铬铝基料的选择

4．4．4 固化工艺

4．5 小结

第五章 结论

参考文献

致谢

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