室外使用的水泥基无机吸波尖劈及其制备方法与流程

本发明涉及吸波材料，特别是涉及到一种室外使用的水泥基无机吸波尖劈及其制备方法。

背景技术：

1、在军事领域内雷达仍然是现代战争中搜寻目标的重要技术之一，研制能高效吸收电磁波的吸波材料是提高武器系统生存的有效途径。因此，吸波材料在军事领域上有广泛的应用前景。吸波材料主要是通过材料的介质损耗使电磁波在材料内部以热能的形式消耗掉，或使电磁波因多次反射而干涉相消，达到吸收和衰减投射到物体内部电磁波的目的。

2、目前常用的吸波尖劈主要采用渗炭的聚氨酯泡沫材料，此类材料为有机材料，且主要应用领域为吸波暗室，不具备室外长寿命使用的能力。中国专利cn107555968b公布了一种耐高温吸波尖劈，耐温性能较好，这种尖劈波性能较好，但工艺复杂且主要针对暗室应用，吸波频段只覆盖2～18ghz。中国专利cn104369498b公布了一种复合吸波尖劈，阻燃性能较好，吸波频段却只覆盖2～18ghz，且不适用于室外长期使用。中国专利cn115403328b公布了一种用粒径1～10mm的锰锌铁氧体废料颗粒和硅酸盐水泥常温共混的形式制备的尖锥结构吸波材料，在10mhz～2ghz范围内反射率达到-18db，吸波频段覆盖窄且吸波性能一般。中国专利cn109553364b公布了一种基于3d与喷射打印的双层电磁吸波混凝土，具有不错的匀程度性与力学强度，而吸波性能在1-18ghz仅达到-10db。中国专利cn108395176a(申请号201810322713.8)公布了一种磁性吸波水泥的制备方法，可在建筑材料及吸波材料领域使用，可工业化使用耐腐蚀，但吸波性能较差，在2～18ghz范围内获得低于-10db的反射率，无法满足更高的吸波性能要求。

3、从上述材料可以看出，各类吸波材料虽然对电磁波有一定的吸收作用，但整体效果较差，且无法满足隐身工程安全的需要。因此随着探测技术的发展，在吸波材料领域迫切需要一种能够在工程方面应用，且吸波性能好、轻质、具有室外长使用寿命的吸波材料，它对建筑物的防护、电磁污染的净化、电磁信息的保密和地面军事建筑的隐身具有重要军事意义。为此我们发明了一种新的室外使用的水泥基无机吸波尖劈及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种宽频吸波性能好、质量轻，使用寿命长的室外使用的水泥基无机吸波尖劈及其制备方法。

2、本发明的目的可通过如下技术措施来实现：室外使用的水泥基无机吸波尖劈及其制备方法，该室外使用的水泥基无机吸波尖劈包括四面锥体阵列、吸波连接底座和电磁反射层。该四面锥体阵列与吸波连接底座以无机胶凝材料高标号水泥为主要粘结剂，辅以添加细骨料和电磁吸波剂制成，铺放电磁反射层后制成水泥基无机吸波尖劈。该吸波连接底座位于该四面锥体阵列的下方，该电磁反射层位于该吸波连接底座的下方。

3、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

4、该电磁反射层为雷达反射率不小于90％的导电网纱或镀锌钢丝网。

5、该室外使用的水泥基无机吸波尖劈的整体重量<80kg/m2，整体高度为70～90mm。

6、该四面锥体阵列的四面锥体的高度h1在50～70mm之间，该吸波连接底座的高度h2在10～30mm之间。

7、该室外使用的水泥基无机吸波尖劈的四面锥体底面边长l为60～100mm。

8、该室外使用的水泥基无机吸波尖劈在1～40ghz且不含k波段范围内平均雷达反射率<-25db。

9、该室外使用的水泥基无机吸波尖劈采用的细骨料为粒径5mm以下的沙子，粒径0.3～2mm的空心玻璃微珠，长度9～15mm、直径0.1～0.2mm的pp纤维，该室外使用的水泥基无机吸波尖劈中各组成成分的质量分数分别为：水泥30～35％，沙子40～60％，空心玻璃微珠1～10％，pp纤维1～5％，电磁吸波剂1～20％。

10、该室外使用的水泥基无机吸波尖劈采用的电磁吸波剂为铁氧体、羰基铁、多晶铁、合金粉、氮化铁、碳纤维、碳黑、碳纳米管、碳化硅、钛酸钡、石墨中的一种或多种；电磁吸波剂的形状为片状、球状、纤维状、棒状、花状、树枝状、立方体、不规则状的一种或多种；吸波剂的粒径为10nm～100μm。

11、本发明的目的也可通过如下技术措施来实现：室外使用的水泥基无机吸波尖劈的制备方法，包括以下步骤：

12、步骤1：用水润湿搅拌筒，按水泥基无机吸波尖劈的配合比投料；

13、步骤2：确定选用的模具型号，模具整体由四面锥体模具与吸波连接底座模具组装而成。将模具倒放，将混合好的浆料注入四面锥体模具中振捣收平，继续浇筑浆料至吸波连接底座模具顶面时，铺放电磁反射层，并用塑料薄膜盖住底面保湿。

14、步骤3：进行脱模，得到室外使用的水泥基无机吸波尖劈样品。

15、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

16、在步骤1，将水泥基无机吸波尖劈的原材料按顺序依次加入：水泥、沙子、玻璃微珠、pp纤维、电磁吸波剂，进行干混，干混搅拌时间不低于10min；向混合好的材料内加水，直至材料与水完全混合，加水混合搅拌不低于5min。

17、在步骤3，温度≥25℃时，浆料浇筑24小时后进行脱模；脱模后得到的室外使用的水泥基无机吸波尖劈样品需要用塑料薄膜或者湿的草帘子这些物体进行保湿覆盖养护。

18、本发明中的室外使用的水泥基无机吸波尖劈及其制备方法，以无机胶凝材料高标号水泥为主要粘结剂，辅以添加细骨料和电磁吸波剂，通过搅拌将材料进行干混后加水，完全混合后浇筑到模具内并铺放电磁反射层，制成水泥基无机吸波尖劈。最终产品由四面锥体阵列、吸波连接底座和电磁反射层组成，整体高度70～90mm，重量<80kg/m2。通过尖劈结构设计、细骨料和电磁复合吸波剂的结构复配，电磁参数一体调控，使其具有优良的吸波性能，在1～40ghz(不含k波段)范围内平均雷达反射率<-25db。本发明宽频吸波性能好、质量轻，使用寿命长，能在室外-50℃～70℃环境下应用，使用寿命大于30年，在吸波材料领域具有广泛的应用前景。与现有技术相比，本发明的优点在于：

19、(1)本发明通过尖劈结构设计、细骨料和电磁复合吸波剂的结构复配，电磁参数一体调控，形成介电损耗与磁损耗的双重吸波能力，使制备的水泥基无机吸波尖劈具有优良的宽频吸波性能，在1～40ghz(不含k波段)范围内平均雷达反射率<-25db，满足隐身工程安全的需要。

20、(2)本发明添加的pp纤维具有防断裂作用，空心玻璃微珠具有减重作用，所制备的水泥基无机吸波尖劈样品具有宽频吸波下兼顾重量轻的优势，便于工程铺设，且为模具一体成型，可提前制备预制块。

21、(3)本发明制备的水泥基无机吸波尖劈使用无机材料制作，基体为无机材料，使用寿命长，可适用于室外环境。通过模拟循环实验验证，本产品能在室外-50℃～70℃环境下长时间应用，使用寿命大于30年，其可在建筑物的防护、电磁信息的保密和地面军事建筑的隐身等方面得到广泛应用。

22、(4)本发明制备的水泥基无机吸波尖劈使用的基体原料成本低，尖劈生产性价比高，便于大规模推广应用。