陶瓷前驱体基防潮涂层制备及其性能表征
李俊峰卢鹉罗正平赵立波金珂
（航天材料及工艺研究所，北京100076）
文摘以全氢硅氮烷树脂为成膜物，以纳米SiO,为填料，在石英织物表面制备出了防潮性能优良的陶瓷前驱体基防潮涂层。采用SEM、EDS、IR、DSC-TG等研究了防潮涂层在固化和高温加热过程中的结构变化，测试了其防潮性能。结果表明，在40℃、95%湿度环境下放置24h，该防潮涂层可将石英织物的吸溯率从11.71%降到 0.31%，且涂层主要组分与石英织物基材组分致，因而其无线电波透过能力与石英织物基材相近。
关键词陶瓷前驱体，防潮，涂层，吸潮率
中图分类号：V468
D0I:10.3969/j. issn.10072330.2016.02.004
Preparation and Characterization of Ceramic Precursor
Based Moisture-Resistance Coating
LIJunfeng
LUWu
LUOZhengping
ZHAOLibo
JINKe
(Aerospace Research Institute of Materials & Processing Technology, Beijing100076)
Abstract The moisture-resistance coating was fabricated on the silica fabric composite using perhydropolysilazane and nano-silica as starting materials. The structural revolution of the moisture-resistance coating in the solidifying and high-temperature heating processes was studied by SEM, EDS, IR, DSC-TG. It is found that the moisture-absorption percentage of the silica fabric composite at the temperature of 40°C and humidity of 95% for 24 h decreased from 11. 71% to 0.31% due to the moisture-resistance coating. The radio wave transmissivity of the moisture-resistance coating is close to that of the silica fabric composite due to its similar constituents to the silica fabric composite.
KeywordsCeramic precursor,Moisture-resistance,Coating，Moistureabsorption percentage
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航天飞行器的通信窗口是飞行器控制系统的重要组成结构，而且其工作环境通常非常恶劣，面临高温、振动、潮湿等环境考验。目前航天飞行器的通信窗口材料主要为石英织物和多孔氮化硅等多孔材料，它们具有优良的无线电波透过性能、抗烧蚀、抗热震、耐高温等性能。但是由于多孔材料比表面积大，因而这些通信窗口材料存在严重吸潮问题。由于水的介电常数和介电损耗很大，通信窗口材料吸潮使得窗口对无线电波的透过能力大大下降，严重影响其通信能力。所以需要在这些多孔材料表面制备防潮涂层，在不显著增加重量条件下实现其防潮。
目前，应用于通信窗口材料的涂层体系主要包括有机涂层体系和无机涂层体系。有机涂层体系主要有有机硅树脂体系、氨树脂体系、聚苯硫醛体系以及
收稿日期：2015-09-20
基金项目：国家自然科学基金（项目批准号：51502069）
聚偏氟乙烯等[1-5]。上述树脂体系在常温下均具有良好的防潮性能，在40℃、95%湿度条件下，其24h 的吸潮率均可达到≤0.5wt%的水平。有机涂层体系优点是涂层制备工艺简单，缺点是这些涂层碳含量高，在高温下均会碳化。由于碳具有较强的无线电波吸收能力，因面碳化后的涂层无线电波透过能力会明显下降，显著降低其通信能力。无机涂层体系主要为低介电的陶瓷涂层，其优点是涂层致密、防潮效果好，缺点是制备工艺复杂，需要高温烧结，使其大面积应用受到较大限制[6]。王树彬等以氧化钙、氧化硅和氧化硼为原料，通过1200℃高温烧结，在多孔氮化硅表面制备了陶瓷防潮涂层，使多孔氮化硅的吸潮率降低了90.99%~96.97%[7]
航天飞行器高速飞行中经历高温环境，会发生碳化的有机涂层体系不适合用作这种需要高温工作或
作者简介：李俊峰，1981年出生，博士，高级工程师，主要从事热控材料及特种功能徐层研究。E-mail:jfli1227@126.con
宇航材料工艺万方数据
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2016年第2期
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