Hochleistungskeramiken für Hochtemperatur-Radarfenster

Die Herausforderung

Radome müssen Radarsysteme schützen und gleichzeitig für elektromagnetische Strahlung transparent bleiben. Für Hochgeschwindigkeits-Luftfahrtanwendungen müssen diese Komponenten sowohl ihre strukturelle Integrität als auch ihre RF-Transparenz bei extremen Temperaturen aufrechterhalten. Die Entwicklung keramischer Materialien, die dieses Gleichgewicht erreichen, erfordert eine präzise Kontrolle von Porosität und Mikrostruktur durch fortschrittliche Herstellungsverfahren wie Schlickerguss und druckloses Flüssigphasensintern.

Die Lösung

Diese Dissertationsforschung untersuchte poröses Siliziumnitrid als Radom-Material unter Verwendung von Schlickerguss kombiniert mit drucklosem Flüssigphasensintern als Herstellungsmethoden. Der GrindoSonic MK7 ermöglichte die Messung des Elastizitätsmoduls in porösen Siliziumnitrid-Proben und lieferte Daten zur Korrelation von Porositätsniveaus mit sowohl mechanischen als auch dielektrischen Eigenschaften. Dieser zerstörungsfreie Charakterisierungsansatz unterstützte die Prozessoptimierung zur Erreichung der für RF-Fensteranwendungen erforderlichen Zieleigenschaftskombinationen.

Ergebnisse

Diese Forschung treibt Materiallösungen für Verteidigungs- und Luftfahrtsysteme der nächsten Generation voran, indem sie Prozess-Eigenschafts-Beziehungen für poröse Siliziumnitrid-Radome etabliert. Das Verständnis, wie Porosität sowohl die mechanische Leistung als auch die elektromagnetische Transparenz beeinflusst, ermöglicht die Konstruktion von Komponenten, die Hochtemperatur-Betriebsumgebungen standhalten können und gleichzeitig die erforderliche RF-Fensterfunktionalität aufrechterhalten.