埃尔派知识课堂：天线罩都用哪些陶瓷材料

雷达天线罩对于飞行器雷达天线而言是非常重要的保护装置，它能够防止雷达天线遭受各种损伤，延长天线系统的使用寿命，改善操作人员的工作环境。因此，对天线罩的研究早已成为国防领域的热门研究课题。

天线罩材料特质

天线罩采用透波材料制造，此类材料密度小，电导率低，容易加工。

透波材料一般介电性能优良，且力学性能优异，如此可防止电磁波在气动加热条件下失真，保障天线罩在空气动力加速度引起的机械应力作用下不受损伤。

此外，该材料还具有良好的抗热冲击性能和抗侵蚀性能，可有效抵抗热冲击、雨蚀、粒子云侵蚀等。

常用的天线罩材料

天线罩一般采用有机聚合物及其纤维织物增强复合材料制造，但随着技术发展，飞行器的飞行速度大幅度提升，传统的有机聚合物会在高温环境下裂解。因其无法适应恶劣环境，所以逐渐被氧化铝、石英、氮化物、微晶玻璃等取代，这也是目前为止国内外制造天线罩的主要材料。

氧化铝是最早商业化的单一氧化物陶瓷透波材料，其强度高、硬度高、抗雨蚀性能好，但介电性能差，热膨胀系数和弹性模量较高，缺乏足够的抗热冲击性能。

氮化物系列陶瓷具有良好的介电性能，在力学性能及耐高温等方面优势明显。均质氮化硅透波材料体系具有优异的综合性能，但由于多孔陶瓷材料的组织结构均匀性难以控制，导致大尺寸陶瓷天线罩的安全可靠性降低。因此，在大尺寸构件研制过程中，粉料组成、混合以及构件成型、烧结、加工和无损检测等方面仍需解决一些技术问题。

石英陶瓷具有相对较低的密度和热膨胀系数，其热防护性能与抗热冲击性能较出众，此外石英陶瓷的介电损耗与介电常数较低，目前已经成功应用于防空导弹天线罩材料和透波天线窗领域。但石英陶瓷是脆性材料，抗弯强度较低，抵抗灾难性破坏的能力较差，耐高温性差，且不耐雨蚀。

此外，为综合氮化硅良好的抗热震性能以及氧化铝优异的烧结性，英国陶瓷学家以及日本学者在1971~1972年独立发现氧化铝可以固溶到β-Si3N4晶格当中形成固溶体这一现象。氮化硅中的Si、N原子可被氧化铝中的Al、O原子部分置换形成置换型固溶体，由Si－Al－O－N元素组成新型陶瓷材料，即塞隆陶瓷（SiAlON）。