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高溫透波材料作為一種多功能介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)無線系統(tǒng)，可在惡劣環(huán)境中確保飛機(jī)正常運行。對飛機(jī)馬赫數(shù)的改進(jìn)對天線罩的性能提出了更高的要求。因此，新型多功能寬帶透波材料的研制成為當(dāng)務(wù)之急。寬帶透波材料的研究最初聚焦在聚合物材料上，但是這些材料不適用于高馬赫數(shù)。隨著研究的不斷深入，氮化物材料如Si₃N₄、BN、Si-B-O-N、 Si-Al-O-N等由于其具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐雨水侵蝕、低介電常數(shù)和抗氧化性，成為了潛在的寬帶透波材料。在這些材料中，Si₃N₄陶瓷表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能，但其介電常數(shù)也更高。為了減少Si₃N₄陶瓷的介電常數(shù)，可將具有優(yōu)異高溫穩(wěn)定性和低介電常數(shù)的材料，如β-SiAlON添加到Si₃N₄陶瓷中。然而，生產(chǎn)很大的復(fù)雜部件受到高加工成本的制約。因此，優(yōu)化陶瓷成型工藝，降低成本對制備高強(qiáng)度和低介電常數(shù)的Si₃N₄基陶瓷透波材料非常重要。  

圖1

3D打印在陶瓷成型中的應(yīng)用，為Si₃N₄/β-SiAlON復(fù)合陶瓷的制備提供了一種新的制備方法。其中，光聚合3D打印技術(shù)具有很高的準(zhǔn)確性，被廣泛用于制造幾何復(fù)雜的陶瓷。但當(dāng)大量的陶瓷粉末添加到光敏樹脂體系中，由于靜電力和范德華力，陶瓷顆粒的團(tuán)聚是不可避免的，顆粒團(tuán)聚將降低陶瓷漿料的穩(wěn)定性。為了解決上述技術(shù)問題，我們提供了用TRILOS三輥機(jī)和混料脫泡機(jī)均勻分散Si₃N₄/β-SiAlON復(fù)合陶瓷漿料的方法。三輥機(jī)的主要作用是依靠壓力和剪切力來克服漿料的內(nèi)聚力，達(dá)到粉碎和分散漿料的目的。

圖2

圖2顯示了Si₃N₄/β-SiAlON復(fù)合陶瓷的制備過程。

1.     將丙烯酸樹脂和瑪瑙球放入罐子中，氧化改性的Si₃N₄、Al₂O₃、Y₂O₃粉末（92 wt.% Si₃N₄和8 wt.% Al₂O₃-Y₂O₃）和分散劑隨后分批加入，用球磨機(jī)在300r/min的速度下研磨8小時。

2.     將光引發(fā)劑（樹脂的1wt.%）加入球磨機(jī)中研磨1小時。

3.     將觸變劑（粉末的4 wt.%）加入漿料中，并使用TRILOS PM300V混料脫泡機(jī)在1800 rpm下混合。

4.     混合后的漿料用TRILOS TR80A三輥機(jī)分散，得到均勻分散的漿料。

5.     在-100 kPa的真空下，用TRILOS PM300V混料脫泡機(jī)處理漿料，去除氣泡。

6.     將漿料進(jìn)行印刷，然后脫脂和燒結(jié)處理。

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