稀土改性磷酸铬铝透波材料的制备及性能研究

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稀土元素原子具有特殊的电子层结构和性能,是良好的表面活性元素,改善基体显微结构,可以用来改善陶瓷基复合材料的润湿性。目前稀土元素应用于磷酸盐基材料的相关文献报道极少。  为进一步提高磷酸盐基体材料的力学拉伸性能和降低其吸水性能,本文研究了稀土改性磷酸铬铝透波材料的制备及其性能。  首先以Al(OH)3、H3PO4、CrO3、CH3OH和La2O3为原料制备了粘结剂稀土磷酸铬铝(ACP-La),通过对反应体系粘度、pH及其吸潮率、热失重率和粘接性能的测试,对于基体合成条件及工艺参数进行优化,确定反应的稀土加入顺序、反应温度、酸浓度、稀土添加量(n(Al)/n(La)摩尔比)及反应时间,n(CrO3)∶n(Al(OH)3)∶n(H3PO4)∶n(La2O3)=1∶3∶9∶0.19制备的稀土磷酸铬铝在1200内具有优异的耐热性a  然后对比了不加氧化镧和加入氧化镧对基体材料吸水率、微观形貌、XRD、拉伸剪切强度的影响。改性磷酸铬铝基体的介电常数变化0.24,介电损耗变化0.032。  最后实验中选择氧化锌和氧化铜作为改性基体的固化剂,其加入量为基体质量的1%、2%、3%、4%、5%,通过TG-DSC、XRD、SEM和IR手段分析固化剂与基体间的反应、高温晶型和基体形貌,不同固化剂与改性基体的质量比对力学强度和固化温度的影响。最佳固化剂ZnO的用量为2%,最大拉伸剪切强度是2.32MPa,完全固化温度比单纯基体降低了19.7℃。固化剂氧化铜含量为改性基体总量的3%时,粘接强度取得最大值1.84MPa。
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