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在航天透波材料领域，熔石英由于其优良的介电性能和抗热震性能而得到日益广泛的关注。以热压烧结工艺和三向编织注浆工艺制备的石英基天线罩和天线窗已分别在不同型号的航天飞行器上得到了应用。但目前仍存在三大问题有待解决：首先，石英基天线罩材料的力学性能和介电性能需要进一步提高：第二，需要了解和探索影响石英基复合材料性能提高的方石英析晶的本质及其常规解决方案：第三，需要探索大尺寸天线罩的材料体系及其低成本制备工艺。
基于以上问题与研究现状，本论文首先将力学性能和介电性能均优异的连续石英纤维(SiO2f)引入石英基体，分别采用热压和无压烧结的手段制备了适用于不同场合的致密和多孔SiO2f/SiO2天线罩材料，研究了不同的制备工艺条件(温度、压力和气氛等)对复合材料析晶、力学性能和介电性能的影响规律。结果表明，不同形态的石英表现出不同的析晶规律，温度的升高和氧化性气氛对SiO2f/SiO2复合材料的析晶存在着促进作用，压力的升高使得SiO2f/SiO2复合材料存在着不同的表观析晶行为。复合材料中纤维和基体强结合的界面限制了力学性能的提高，而石英纤维中严重的析晶则大幅降低了力学性能。
为了探索适用于制备大尺寸石英基天线罩的材料体系及其制备工艺，本论文还以无压烧结的方式制备了Si3N4p/SiO2复合材料，研究了不同气氛和温度下的烧结情况。为了提高性能、稳定制备工艺和降低制备成本，还研究了不同形态的石英凝胶的加入及其添加方式对Si3N4p/SiO2复合材料的烧结行为与性能的影响。最后制备了高性能的多孔Si3N4p/SiO2复合材料和多孔石英陶瓷。
针对石英基复合材料中方石英的析晶问题，本论文首次报导了方石英能在常规条件下发生无定形化的现象，即晶化的石英纤维在约850～1350℃的温度范围内于真空或还原性气氛条件下热处理能够转变为无定形态。分析了不同热处理条件(温度、时间和气氛)下热处理对不同形态石英中方石英无定形化的影响及其动力学规律。研究和分析表明，这种方石英的无定形化是石英网络中的间隙氧与还原性H2或与Si*、Si-H基团发生反应使方石英因失去富余氧而导致Si/O比升高，从而使晶体结构因坍塌而发生无定形化，这是一个扩散控制的动力学过程。根据无定形化的研究结果，用“表面析晶”的观点解释了不同形态石英及石英基复合材料中析晶行为的差异，这为石英基复合材料的材料设计改进提供了理论基础。