石英纤维复合材料天线罩的性能

随着雷达天线罩工作频率 (X波段或以上) 的升高，特别是隐身天线罩的需求，传统的蒙皮透波材料 (高强玻璃布增强环氧树脂体系) 已不能满足高透过、低反射、耐高功率的要求，石英/氰酸酯体系就应运而生，可以满足现代高性能天线罩的需求。 

国外复合材料产品如BASF公司的的石英纤维/氰酸酯复合材料天线罩，其综合性能优异。与传统环氧树脂天线罩相比，其ε降低了75%，tanδ降低了10%，另外具有更低的吸水率，因此湿态介电性能更加优异[2]。

目前国外已经商品化的预浸料树脂主要有Hexcel公司的M22，Bryte公司的EX-1515、EX-1505等。国内产品有航天材料及工艺研究所的QWB/701系列石英布/氰酸酯预浸料及复合材料，耐180℃高温，介电性能优异，已经在某些型号上得到了应用。

图 1列出航天材料及工艺研究所生产的石英布或高强玻璃布作为增强材料，氰酸酯或环氧树脂作为树脂基体，组合得到4种复合材料的介电性能对比。

图 1 四种雷达天线罩用复合材料的介电性能对比

通过对比可以看出，增强材料和树脂基体的选择均对介电常数和损耗角正切有较大的影响。氰酸酯树脂基复合材料的tanδ均显著小于环氧树脂基复合材料；石英布增强复合材料ε均显著小于玻璃布增强复合材料。QWB/701系列石英布/氰酸酯复合材料的介电性能*为优异：与传统产品玻璃布/环氧复合材料相比，ε降低了24%，tanδ降低了78%。该复合材料的介电常数满足3.28±0.15，损耗角正切值满足≤0.006的要求，符合天线罩用蒙皮材料电性能要求。表 3结果表明，QWB/701系列石英/氰酸酯复合材料的力学性能同样满足高性能天线罩材料力学性能设计要求。

QWB/701系列石英/氰酸酯复合材料经过了一系列环境试验的考核验证。结果表明该复合材料在高/低温、交变湿热 (参照GJB150.9A—2009标准)、盐雾 (参照GJB150.11A—2009标准)、水煮 (参照GJB150.10A—2009标准) 和介质 (参照GB3857—2005标准，采用液压油和燃油) 环境试验后其力学性能和介电性能具有较好的性能保持率，均满足高性能天线罩材料的设计要求。参照GJB150.10A标准进行了黑曲霉、黄曲霉、杂曲霉、绳状青霉和球毛壳霉共计五种霉菌试验。结果表明恒温恒湿环境下经28 d试验后，未发现孢子生长，级别为0级。说明该复合材料具有良好的抗霉菌性能，满足天线罩材料的设计要求。

综上所述，QWB/701系列石英/氰酸酯复合材料的力学性能、介电性能及环境性能均满足高性能天线罩制造材料设计要求。