一种高强度吸波复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及吸波材料，特别涉及一种高强度吸波复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、在雷达电磁波照射下，为降低目标机翼的散射特征，除调节后掠角角度以消除镜面反射带来的后向散射特性外，消除电磁波从翼根到翼尖散发出的行波散射也是重中之重。行波散射的产生主要是由于在光滑蒙皮上，沿导体长度方向传播一种电流行波，由于电场有一分量与表面相切，因而激励出表面电流行波，沿导体条带横向传播，并在条带的末端产生反射，形成反向行波，在小角度入射的情况下，这一反向行波能在回波方向产生较强的散射。通常情况下，行波散射对目标机翼整体rcs具有较大影响。

2、相关技术中，抑制这类散射源的有效方法是在金属表面上涂覆磁性吸收材料，使表面波在达到突变的部分以前以被减弱到很小的程度。然而，传统的磁性吸收材料的面密度大，涂覆前还需要目标前缘进行下陷处理，并且存在吸波性能差、耐候性差，维修性差等缺点。

3、因此，基于上述问题，亟需提供一种高强度吸波复合材料及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种高强度吸波复合材料及其制备方法，解决传统的磁性吸波材料吸波性能差、耐候性差、维修性差和装配性较差的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种高强度吸波复合材料，包括沿厚度方向依次设置的蒙皮层、复合吸波层和反射层；其中，沿反射层或蒙皮层的长度方向，所述复合吸波层由若干个吸波区域构成，且每个吸波区域的电磁损耗各不相同；每个吸波区域均由吸波预浸料复合而成，其中，所述吸波预浸料由吸波浆料、吸波纤维丝和复合胶黏剂混合固化而成。

3、优选地，所述蒙皮层为芳纶纤维预浸料、玻璃纤维预浸料或石英纤维预浸料；所述蒙皮层的厚度为0.3-0.6mm。

4、优选地，沿反射层或蒙皮层的长度方向，所述复合吸波层由2-4个吸波区域构成，且每个相邻吸波区域的电磁损耗依次增加或降低。

5、优选地，每个吸波区域均由2-5层的吸波预浸料复合而成，每层吸波预浸料的厚度为0.1-0.2mm。

6、优选地，所述吸波浆料包括磁性吸收剂、粘接剂、溶剂、复合助剂和固化剂；其中，所述磁性吸收剂为片状羰基铁粉或片状铁硅铝中的至少一种；所述粘接剂为环氧树脂；所述溶剂为乙酸乙酯；所述助剂包括分散剂、流平剂和防沉剂。

7、优选地，吸波浆料中，磁性吸收剂、粘接剂、溶剂、复合助剂和固化剂的质量之比为(70-85)：(15-30)：(5-10)：(3-6)：(0.1-0.3)。

8、优选地，所述吸波纤维丝包括玻璃纤维丝或石英纤维丝。

9、优选地，所述吸波纤维丝的长度为30-80mm。

10、优选地，所述复合胶黏剂包括环氧树脂、乙酸乙酯和分散剂。

11、优选地，复合胶黏剂中，环氧树脂、乙酸乙酯、分散剂的质量之比为(10-15)：(1-3)：(1-2)。

12、优选地，吸波预浸料中，吸波浆料和吸波纤维丝的质量之比为(1-6)：(1-3)，吸波纤维丝和复合胶黏剂的质量之比为(3-6)：(0.3-0.5)。

13、第二方面，本发明提供了一种上述第一方面任一项所述的高强度吸波复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

14、(1)将磁性吸收剂、粘剂剂、溶剂、复合助剂和固化剂搅拌混匀，得到吸波浆料；

15、(2)将吸波纤维丝浸泡在所述吸波浆料中，依次经搅拌、干燥和拆解，得到表面带有吸波浆料的吸波纤维丝；

16、(3)将表面带有吸波浆料的所述吸波纤维丝与复合胶黏剂搅拌混匀，得到若干层复合吸波预浸料；

17、(4)将吸波预浸料依次进行裁切后依次复合，得到复合吸波层，并在所述复合吸波层的上表面和下表面分别复合蒙皮层和反射层，固化成型后得到所述高强度吸波复合材料。

18、优选地，所述复合吸波层由2-4个吸波区域依次铺设而成，且每个相邻吸波区域中吸波预浸料中的吸波浆料浓度依次增加或降低。

19、优选地，在步骤(4)中，所述固化方式为真空袋成型或热压罐成型。

20、优选地，所述固化的温度为50～130℃，升温速率为2～3℃/min，保温时间为1～3h。

21、本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

22、(1)本发明中，高强度吸波复合材料包括依次设置为蒙皮层、复合吸波层和反射层，通过将吸波浆料、吸波纤维丝和复合胶黏剂进行混合固化制备得到吸波预浸料，将其作为复合吸波层的吸波区域，吸波纤维丝的存在不仅能够保证复合吸波层具备较好的吸波性能，而且能够赋予复合吸波层优异的力学性能，并通过进一步对吸波复合材料中不同区域的复合吸波预浸料的电磁损耗进行合理优化，从而能够使得复合吸波材料的阻抗匹配与衰减能力相协调，实现复合材料的宽频高效电磁波衰减；

23、(2)本发明中的高强度吸波复合材料采用共固化成型工艺直接制备而成，相比于传统的在目标表面喷涂行波抑制涂料的工艺，该方法对于目标整体表面质量以及后期维修都具有较大益处；同时，本发明制得的高强度吸波复合材料具有可调性，通过改变预浸料组分以及尺寸可满足不同指标要求，较传统表面喷涂工艺来说，具有更强的可操作性以及设计性，有助于提升整体的行波抑制效果，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种高强度吸波复合材料，其特征在于，包括沿厚度方向依次设置的蒙皮层、复合吸波层和反射层；其中，沿反射层或蒙皮层的长度方向，所述复合吸波层由若干个吸波区域构成，且每个吸波区域的电磁损耗各不相同；

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述蒙皮层为芳纶纤维预浸料、玻璃纤维预浸料或石英纤维预浸料；所述蒙皮层的厚度为0.3-0.6mm。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，沿反射层或蒙皮层的长度方向，所述复合吸波层由2-4个吸波区域构成，且每个相邻吸波区域的电磁损耗依次增加或降低；和/或

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述吸波浆料包括磁性吸收剂、粘接剂、溶剂、复合助剂和固化剂；其中，所述磁性吸收剂为片状羰基铁粉或片状铁硅铝中的至少一种；所述粘接剂为环氧树脂；所述溶剂为乙酸乙酯；所述助剂包括分散剂、流平剂和防沉剂；

5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述吸波纤维丝包括玻璃纤维丝或石英纤维丝；和/或

6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合胶黏剂包括环氧树脂、乙酸乙酯和分散剂；和/或

7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，吸波预浸料中，吸波浆料和吸波纤维丝的质量之比为(1-6)：(1-3)，吸波纤维丝和复合胶黏剂的质量之比为(3-6)：(0.3-0.5)。

8.一种根据权利要求1至7中任一项所述的高强度吸波复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述复合吸波层由2-4个吸波区域依次铺设而成，且每个相邻吸波区域中吸波预浸料中的吸波浆料浓度依次增加或降低。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述固化方式为真空袋成型或热压罐成型；

技术总结本发明提供了一种高强度吸波复合材料及其制备方法，该复合材料包括沿厚度方向依次设置的蒙皮层、复合吸波层和反射层；复合吸波层由若干个吸波区域构成，沿反射层或蒙皮层的长度方向，复合吸波层由若干个吸波区域构成，且每个吸波区域的电磁损耗各不相同；每个吸波区域均由吸波预浸料复合而成，其中，吸波预浸料由吸波浆料、吸波纤维丝和复合胶黏剂混合固化而成。本发明中，吸波纤维丝的存在不仅能够保证复合吸波层具备较好的吸波性能，而且能够赋予复合吸波层优异的力学性能，并通过进一步对吸波复合材料中不同区域复合吸波层中的电磁损耗进行合理优化，从而能够使得复合吸波材料的阻抗匹配与衰减能力相协调，实现复合材料的宽频高效电磁波衰减。技术研发人员：曲宏娇,张久霖,郭昊天,杨智慧,孙新,于海涛,蒋媛媛受保护的技术使用者：北京环境特性研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/4