In modernen Ingenieur- und Technologiebereichen werden moderne keramische Werkstoffe aufgrund ihrer hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften immer häufiger eingesetzt. Unter diesen Eigenschaften ist die Strahlungstransparenz von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei Radar-, Kommunikations- und Raumfahrtanwendungen. In diesem Artikel wird die Strahlungstransparenz von keramischen Werkstoffen aus Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid und Aluminiumnitrid verglichen und analysiert.

Als Radiotransparenz bezeichnet man die Fähigkeit eines Materials, elektromagnetische Wellen (insbesondere Radiowellen) ohne nennenswerte Abschwächung oder Reflexion durchzulassen. Diese Eigenschaft ist für Anwendungen wie Radar, Radome und andere Hochfrequenzanwendungen unerlässlich.

In der nachstehenden Tabelle werden fünf moderne keramische Werkstoffe (Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid und Aluminiumnitrid) im Hinblick auf ihre Funkentransparenz, einschließlich Dielektrizitätskonstante und Verlusttangens, verglichen.

Zirkoniumdioxid hat eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante, aber bei bestimmten Frequenzen ermöglicht sein niedriger Verlusttangens gute Leistungen bei Mikrowellen- und Hochfrequenzanwendungen. Daher wird seine Funkentransparenz als mäßig eingestuft.

Aluminiumoxid zeichnet sich durch eine niedrige Dielektrizitätskonstante und einen extrem niedrigen Verlusttangens aus und weist eine gute Funkentransparenz auf. Obwohl seine Dielektrizitätskonstante nicht so niedrig ist wie die von Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid, bleibt es eine ideale Wahl für viele Hochfrequenzanwendungen.

Siliciumnitrid hat eine sehr niedrige Dielektrizitätskonstante und einen sehr niedrigen Verlusttangens, wodurch es sich hervorragend für Hochfrequenz- und Mikrowellenanwendungen eignet. Aufgrund seiner hervorragenden Radiotransparenz wird es häufig in Radar- und Kommunikationsgeräten eingesetzt.

Siliziumkarbid hat eine hohe Dielektrizitätskonstante und einen hohen Verlusttangens, was zu einer schlechten Funkdurchlässigkeit führt. Während es sich in anderen Bereichen auszeichnet, ist es für Hochfrequenzanwendungen nicht vorteilhaft.

Aluminiumnitrid hat eine niedrige Dielektrizitätskonstante und einen extrem niedrigen Verlusttangens, was es zum besten Material für Hochfrequenz- und Mikrowellenanwendungen macht. Seine hohe Wärmeleitfähigkeit und niedrige Dielektrizitätskonstante machen es zu einem idealen Material für elektronische Hochfrequenzgeräte.

Aus dem Vergleich der Strahlungstransparenz moderner keramischer Werkstoffe wie Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid und Aluminiumnitrid können wir schließen, dass Aluminiumnitrid- und Siliziumnitridkeramiken eine ausgezeichnete Strahlungstransparenz bei Hochfrequenz- und Mikrowellenanwendungen aufweisen. Sie sind ideale Werkstoffe für die Bereiche Radar, Kommunikation und Luft- und Raumfahrt. Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxidkeramik schneiden unter bestimmten Bedingungen ebenfalls gut ab, während Siliziumkarbid aufgrund seiner hohen Dielektrizitätskonstante und seines Verlustfaktors in Bezug auf die Funktransparenz schlecht abschneidet.

Durch die Wahl der geeigneten keramischen Werkstoffe können wir die spezifischen Anforderungen der Anwendung besser erfüllen und so die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit des Systems verbessern.