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高溫透波材料作為一種多功能介質，廣泛應用于飛機無線系統，可在惡劣環境中確保飛機正常運行。對飛機馬赫數的改進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務之急。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。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等由于其具有高強度、耐高溫、耐雨水侵蝕、低介電常數和抗氧化性，成為了潛在的寬帶透波材料。在這些材料中，Si₃N₄陶瓷表現出優異的機械性能，但其介電常數也更高。為了減少Si₃N₄陶瓷的介電常數，可將具有優異高溫穩定性和低介電常數的材料，如β-SiAlON添加到Si₃N₄陶瓷中。然而，生產很大的復雜部件受到高加工成本的制約。因此，優化陶瓷成型工藝，降低成本對制備高強度和低介電常數的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用，為Si₃N₄/β-SiAlON復合陶瓷的制備提供了一種新的制備方法。其中，光聚合3D打印技術具有很高的準確性，被廣泛用于制造幾何復雜的陶瓷。但當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，陶瓷顆粒的團聚是不可避免的，顆粒團聚將降低陶瓷漿料的穩定性。為了解決上述技術問題，我們提供了用TRILOS三輥機和混料脫泡機均勻分散Si₃N₄/β-SiAlON復合陶瓷漿料的方法。三輥機的主要作用是依靠壓力和剪切力來克服漿料的內聚力，達到粉碎和分散漿料的目的。

圖2

圖2顯示了Si₃N₄/β-SiAlON復合陶瓷的制備過程。

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，用球磨機在300r/min的速度下研磨8小時。

2.     將光引發劑（樹脂的1wt.%）加入球磨機中研磨1小時。

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

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

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

6.     將漿料進行印刷，然后脫脂和燒結處理。

燒結后的Si₃N₄/β-SiAlON復合陶瓷的抗彎強度如圖3所示。可以看出，隨著燒結溫度的升高，抗彎強度先增加后降低，在1780℃時達到峰值（236±16 MPa），介電常數為4.83，且損耗切線始終保持低于0.03。表明采用TRILOS三輥機和混料脫泡機，可制得具有優異透波性的Si₃N₄/β-SiAlON復合陶瓷。 

圖3

TRILOS公司介紹

TRILOS（泰洛思）是精密設備制造商，視客戶滿意為終極目標，力求將出色的工藝技術結合客戶的實際需求，設計出貼近客戶所需的產品。

泰洛思正在積極開拓全球市場，目前產品已經在美國、中國、歐洲、韓國、日本和臺灣等地區獲得了廣泛應用。

TRILOS三輥機優點：

① TRILOS三輥機采用一次循環，有可能完全實現物質的均質化與分散，減少顆粒尺寸，打破團聚粒子。其結果是均質化的漿料，可為物料的進一步加工打下良好的基礎。

② 可用觸摸屏實現每個輥間距離調節，確保輥子平行度。彈性張緊的刮刀插口確保刮刀恒壓，在操作過程中不需要重新調節。

③ 不同材質的輥子都可以使用，輥子及刮刀材質的選擇-從不銹鋼到氧化鋁，碳化硅及氧化鋯-滿足各種不同需要。

④ 三輥機上的安全裝置確保操作人員的安全，機器可簡易而及其快速的清洗。

     ⑤ TRILOS的物聯網、智能化三輥機解決方案，解決了客戶在使用中遇到的數據無法量化分析，數據丟失，設備互相獨立，無法聯網進行管理和控制等等方面的問題。讓客戶可以對設備進行數據分析，對員工進行權限分配和管理，設備運行過程保持全程記錄和備份，利于加工過程參數的研究和設計開發。此外，智能物聯平臺還可以接入混料機、三輥機、上料機、均質機等設備平臺，同時可以接入在線粘度計、在線粒度儀、在線近紅外分析儀等儀器進行實時監控。