專利名稱：一種二氧化硅基復(fù)合材料的介電性能加速穩(wěn)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種介電性能加速穩(wěn)定方法，具體涉及一種二氧化硅基復(fù)合 材料的介電性能加速穩(wěn)定方法。
背景技術(shù)：
航天透波材料是能保護(hù)航天飛行器在惡劣環(huán)境條件下正常進(jìn)行通訊、遙 測(cè)、制導(dǎo)、引爆等工作的介質(zhì)材料。目前，航天透波材料已經(jīng)從單純的透波 材料發(fā)展到了具有防隔熱、承載、透波、抗沖擊等多功能于一體的纖維增強(qiáng) 二氧化硅基透波復(fù)合材料。二氧化硅基透波復(fù)合材料按照增強(qiáng)結(jié)構(gòu)形式和材
料可分為三向石英、2.5D石英、高硅氧穿刺等幾種類型。
二氧化硅基復(fù)合材料的二氧化硅基體微觀上是一種多孔物質(zhì)，具有很大 的比表面積，且表面含有一定量的硅羥基，在燒結(jié)成型后材料呈干燥狀態(tài)， 很容易吸附空氣中的水分子，導(dǎo)致介電性能不穩(wěn)定，即使進(jìn)行了防潮處理， 產(chǎn)品生產(chǎn)后仍需要自然環(huán)境下放置3~6個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行時(shí)效處理，使其對(duì)空 氣中水分的吸附達(dá)到相對(duì)平衡和穩(wěn)定，以保證產(chǎn)品介電常數(shù)和介電損耗穩(wěn)定 在要求范圍之內(nèi)。
材料中水分對(duì)產(chǎn)品介電性能的影響公式如下
lg￡'=lgS+VwlgSw/ ￡
式中S'—材料吸水后的相對(duì)介電常數(shù)；
S—材料本身的相對(duì)介電常數(shù)； sw一水的相對(duì)介電常數(shù)；
Vw—材料中水的體積分?jǐn)?shù)。 水的介電常數(shù)很高，在10GHz下為63，而石英玻璃僅為3.8左右。由上 述公式可見，吸收少量水分就會(huì)使材料的介電常數(shù)有較大的增加。材料介電 常數(shù)和介電損耗的的變化隨材料中水分的增加而增大，長(zhǎng)時(shí)間后， 一般為3 6 個(gè)月，材料達(dá)到一個(gè)吸放潮的相對(duì)平衡狀態(tài)，其吸潮率在一個(gè)較窄的范圍內(nèi) 波動(dòng)，介電性能隨之在一個(gè)較窄的范圍內(nèi)波動(dòng)，這時(shí)介電性能滿足要求。材 料燒結(jié)成型后的電性能變化如圖1所示。材料必須在介電性能穩(wěn)定后才可以在自然環(huán)境中儲(chǔ)存和使用。這期間的
3 6月屬于無效率的時(shí)間。所以需要研究一種加速時(shí)效的方法使二氧化硅基
材料介電性能快速穩(wěn)定，以縮短生產(chǎn)周期，提高工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種縮短生產(chǎn)周期，提高工作效率的二氧化硅基 復(fù)合材料的介電性能加速穩(wěn)定方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種二氧化硅基復(fù)合材料的介電性能加速穩(wěn)定方 法，它包括如下步驟
(1) 首先測(cè)試完成復(fù)合后的材料的初始重量和介電性能，以確定材料的 初始狀態(tài)；
(2) 然后將材料放入溫度為3(TC 70。C、濕度為70 90%的加速時(shí)效環(huán) 境中，加速吸潮4 10天；
或者，將材料放入溫度為20。C 8(TC，濕度為70 95%的環(huán)境中，加速 吸潮4 15天，使材料達(dá)到過飽和狀態(tài)，然后在室內(nèi)濕度^45%的大氣中自然 恢復(fù)10~30天。
本發(fā)明將材料放入加速時(shí)效環(huán)境中，使材料在較高的濕度和特定的溫度 條件下，確保材料對(duì)水分充分吸收；進(jìn)行一定時(shí)間后，材料所含水分達(dá)到平 衡狀態(tài)或達(dá)到過飽和狀態(tài)，若材料對(duì)水分吸收已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則材料即 可使用，若達(dá)到過飽和狀態(tài)，可將材料放置在大氣中，讓材料中過多的水分 釋出，最終使材料中的水分達(dá)到平衡值，本發(fā)明使加速時(shí)效的吸潮平衡點(diǎn)與 自然時(shí)效的一致，可滿足該種材料產(chǎn)品時(shí)效期要求，縮短了材料和相關(guān)產(chǎn)品 的生產(chǎn)周期、提高了工作效率。


圖1為自然時(shí)效下材料燒結(jié)成型后的電性能變化圖2為本發(fā)明的直接達(dá)到平衡狀態(tài)的加速穩(wěn)定方法的電性能變化圖3為本發(fā)明的先達(dá)到過飽和狀態(tài)，再達(dá)到平衡狀態(tài)的加速穩(wěn)定方法的
電性能變化圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:首先測(cè)試完成復(fù)合后的材料的初始重量和介電性能，確定材 料的初始狀態(tài)為介電常數(shù)3.35、介電損耗0.05;然后將材料放入溫度為30°C，濕度為70%的加速時(shí)效環(huán)境中，加速吸潮10天，再進(jìn)行重量測(cè)試和介 電性能測(cè)試得吸潮率1.90%、介電常數(shù)3.70、介電損耗0.28，滿足介電 常數(shù)3.55 3.95、介電損耗S0.35規(guī)定的使用要求。
實(shí)施例2:首先測(cè)試完成復(fù)合后的材料的初始重量和介電性能，確定材 料的初始狀態(tài)為介電常數(shù)3.35、介電損耗0.05;然后將材料放入溫度為
70°C，濕度為90%的加速時(shí)效環(huán)境中，加速吸潮4天，再進(jìn)行重量測(cè)試和介 電性能測(cè)試得吸潮率1.95%、介電常數(shù)3.75、介電損耗0.30，滿足介電 常數(shù)3.55 3.95、介電損耗S0.35規(guī)定的使用要求。
實(shí)施例3:首先測(cè)試完成復(fù)合后的材料的初始重量和介電性能，確定材 料的初始狀態(tài)為介電常數(shù)3.35、介電損耗0.05;然后將材料放入溫度為
50°C，濕度為80%的加速時(shí)效環(huán)境中，加速吸潮7天，再進(jìn)行重量測(cè)試和介 電性能測(cè)試得吸潮率1.93%、介電常數(shù)3.73、介電損耗0.29，滿足介電 常數(shù)3.55 3.95、介電損耗S0.35規(guī)定的使用要求。
實(shí)施例4:首先測(cè)試完成復(fù)合后的材料的初始重量和介電性能，確定材 料的初始狀態(tài)為介電常數(shù)3.35、介電損耗0.05;然后將材料放入溫度為
40°C，濕度為80%的加速時(shí)效環(huán)境中，加速吸潮15天，使材料達(dá)到過飽和狀 態(tài)；然后放入室內(nèi)濕度^45%的大氣環(huán)境中，自然失效30天，再進(jìn)行重量測(cè) 試和介電性能測(cè)試得到吸潮率2.05%、介電常數(shù)3.80、介電損耗0.31， 滿足了介電常數(shù)3.55 3.95、介電損耗^).35規(guī)定的使用要求。
實(shí)施例5:首先測(cè)試完成復(fù)合后的材料的初始重量和介電性能，確定材 料的初始狀態(tài)為介電常數(shù)3.35、介電損耗0.05;然后將材料放入溫度為
80°C，濕度為95%的加速時(shí)效環(huán)境中，加速吸潮4天，使材料達(dá)到過飽和狀 態(tài)；然后放入室內(nèi)濕度^45%的大氣環(huán)境中，自然失效10天，再進(jìn)行重量測(cè) 試和介電性能測(cè)試得吸潮率2.10%、介電常數(shù)3.85、介電損耗0.33，滿 足了介電常數(shù)3.55 3.95、介電損耗^).35規(guī)定的使用要求。
實(shí)施例6:首先測(cè)試完成復(fù)合后的材料的初始重量和介電性能，確定材
料的初始狀態(tài)為介電常數(shù)3.35、介電損耗0.05;然后將材料放入溫度為
60°C，濕度為85%的加速時(shí)效環(huán)境中，加速吸潮10天，使材料達(dá)到過飽和狀 態(tài)；然后放入室內(nèi)濕度^45%的大氣環(huán)境中，自然失效20天，再進(jìn)行重量測(cè) 試和介電性能測(cè)試得吸潮率2.08%、介電常數(shù)3.83、介電損耗0.32，滿足了介電常數(shù)3.55 3.95、介電損耗$0.35規(guī)定的使用要求。
本發(fā)明能使使加速時(shí)效的吸潮平衡點(diǎn)與自然時(shí)效的一致，可滿足該種材 料產(chǎn)品時(shí)效期要求，縮短了材料和相關(guān)產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)周期。經(jīng)過對(duì)自然 時(shí)效與加速時(shí)效的材料試樣性能比對(duì)發(fā)現(xiàn)加速時(shí)效不影響該材料其它性能。
本發(fā)明還可以繪制自然時(shí)效和加速時(shí)效的材料吸潮曲線，結(jié)合加速時(shí)效 過程的重量跟蹤和電性能測(cè)試，對(duì)濕度、溫度和時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行積累，優(yōu)化 材料吸潮過程的溫度和濕度，指導(dǎo)相關(guān)材料的研制生產(chǎn)。還對(duì)加速時(shí)效后的 1: 1材料產(chǎn)品進(jìn)行電氣性能跟蹤測(cè)試，準(zhǔn)確檢驗(yàn)材料加速時(shí)效效果，有效控 制材料質(zhì)量，確保經(jīng)加速時(shí)效后產(chǎn)品也能滿足設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求
1. 一種二氧化硅基復(fù)合材料的介電性能加速穩(wěn)定方法，其特征在于，它包括如下步驟(1)首先測(cè)試完成復(fù)合后的材料的初始重量和介電性能，以確定材料的初始狀態(tài)；(2)然后將材料放入溫度為30℃～70℃、濕度為70～90％的加速時(shí)效環(huán)境中，加速吸潮4～10天；或者，將材料放入溫度為20℃～80℃，濕度為70～95％的環(huán)境中，加速吸潮4～15天，使材料達(dá)到過飽和狀態(tài)，然后在室內(nèi)濕度≤45％的大氣中自然恢復(fù)10～30天。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種介電性能加速穩(wěn)定方法，具體涉及一種二氧化硅基復(fù)合材料的介電性能加速穩(wěn)定方法。它包括如下步驟(1)首先測(cè)試完成復(fù)合后的材料的初始重量和介電性能，確定材料的初始狀態(tài)；(2)然后將材料放入溫度為30℃～70℃、濕度為70～90％的加速時(shí)效環(huán)境中，加速吸潮4～10天；或者，將材料放入溫度為20℃～80℃，濕度為70～95％的環(huán)境中，加速吸潮4～15天，使材料達(dá)到過飽和狀態(tài)，然后在室內(nèi)濕度≤45％的大氣中自然恢復(fù)10～30天。本發(fā)明使加速時(shí)效的吸潮平衡點(diǎn)與自然時(shí)效的一致，可滿足該種材料產(chǎn)品時(shí)效期要求，縮短了材料和相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、提高了工作效率。
文檔編號(hào)G01N27/00GK101503307SQ20091007838
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者張大海, 賴文恩, 陳桂才 申請(qǐng)人:航天材料及工藝研究所