本文以陶瓷透波材料在航天飞行器天线罩上的应用为基础，根据氧化锆晶须、硼酸镁晶须以及磷酸铝优良的力学性能及介电性能进行材料设计，制备出了满足性能要求的晶须增强磷酸铝基陶瓷复合材料，并对其体积密度、显孔隙率、抗弯强度、维氏硬度、抗热震性、介电性能进行了测试分析，探讨了氧化锆晶须增强增韧磷酸铝基复合材料的机理，完善并丰富了磷酸铝基透波材料体系，对透波材料科学具有重要的理论及现实意义。磷酸盐基透波材料具有强度高、耐高温、抗氧化、优异的介电性、热膨胀系数小以及结构可设计性良好等特点，可满足多种军事、民用特殊要求，是低介电损耗、耐高温的理想材料，并广泛运用于各种航空飞行器、导弹、火箭及航天飞机上。用晶须增强磷酸铝基体可以克服磷酸铝本身力学性能不高的缺点，用两种或两种以上晶须增强陶瓷透波材料基体，即混杂晶须增强可以克服单一晶须增强材料的缺点，会得到更加优异的综合性能。氧化锆晶须的弹性模量和抗拉强度高，在高温时性能保持稳定，且与磷酸铝具有较好物理化学兼容性，十分适合作为陶瓷透波材料的增强体。硼酸镁晶须弹性模量高，机械强度良好，具有耐化学药品性、耐热性、耐酸性、中子吸收性和电绝缘性等优良性能，而且其介电常数较低，可以选择作为透波材料的增强体。所以，选择使用氧化锆晶须以及硼酸镁晶须增强磷酸铝材料基体，以期提高磷酸铝的力学性能，可以进一步拓宽磷酸铝系透波材料在航天航空领域的应用。采用常压烧结技术，选取合适的晶须配比以及合理的烧结制度，制备出了氧化锆晶须增强磷酸铝基陶瓷透波材料以及氧化锆晶须-硼酸镁晶须共同增强磷酸铝基陶瓷透波材料，并对其体积密度、显孔隙率、抗弯强度、维氏硬度、抗热震性、介电性能进行了测试分析，初步探讨了氧化锆晶须增强增韧磷酸铝基体材料的机理。研究了不同氧化锆晶须含量、不同的烧结温度对陶瓷复合材料的体积密度、显孔隙率、抗弯强度、维氏硬度、抗热震性和介电性能的影响规律。实验结果表明：相同的烧结温度，氧化锆晶须含量越高，透波材料的体积密度越小、显孔隙率越大；相同氧化锆晶须含量的试样，随着烧成温度的升高，体积密度呈现上升后又稍稍下降的趋势，显孔隙率呈现先下降后又稍稍升高的趋势；当氧化锆晶须含量相同时，随着烧成温度的升高，磷酸铝基透波材料的抗弯强度和维氏硬度皆为先上升后下降的趋势；添加氧化锆晶须能使磷酸铝基透波材料的抗热震性增强、介电性能更佳。当氧化锆晶须含量为20%、烧成温度为620℃时，磷酸铝基透波材料的综合性能最好，各项技术指标分别为：抗弯强度210MPa，维氏硬度180MPa，介电常数2.87，介电损耗角正切值0.02425。研究了不同含量和配比的氧化锆晶须和硼酸镁晶须、不同的烧结温度对陶瓷复合材料的体积密度、显孔隙率、抗弯强度、维氏硬度、抗热震性和介电性能的影响规律。实验结果表明：当氧化锆晶须和硼酸镁晶须含量之比为1:1、氧化锆晶须和硼酸镁晶须含量之和为30％、烧成温度为800℃时，氧化锆晶须-硼酸镁晶须增强磷酸铝基透波材料的综合性能最优异，各项技术指标分别为：相对密度1.83g/cm3，显孔隙率0.18，抗弯强度90MPa，维氏硬度216MPa，介电常数2.62，介电损耗角正切值0.06350；相比氧化锆晶须和硼酸镁晶须含量之和以及烧成温度来说，含量之比对材料的综合性能影响最大；添加氧化锆晶须能使材料的硬度和抗热震性显著提高。根据已有的晶须增强增韧理论，初步探讨了氧化锆晶须增强增韧磷酸铝基陶瓷透波材料的机理，作者分析为：氧化锆晶须的引入可以明显提高磷酸铝基体的强度和韧性，裂纹的偏转、晶须的桥联以及晶须的拔出是提高本陶瓷透波材料强度和韧性的主要原因，裂纹偏转机理是本材料中最主要的晶须增强增韧机理。