一種耐高溫硅酸鋁纖維復(fù)合透波材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種透波材料，特別設(shè)及一種耐高溫娃酸侶纖維復(fù)合透波材料及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 透波材料是保護(hù)航天飛行器在惡劣條件下通訊、遙測(cè)、制導(dǎo)系統(tǒng)能夠正常工作的 一種功能材料。航天透波構(gòu)件主要分為天線(xiàn)窗和天線(xiàn)罩。天線(xiàn)窗一般位于飛行器的側(cè)面， 天線(xiàn)罩位于飛行器的頭部。與常規(guī)的透波材料相比，對(duì)于高超音速透波材料不但具有較低 的介電常數(shù)，較高的透波率，而且還要有高強(qiáng)的力學(xué)性能，能承受高溫環(huán)境的劇烈沖擊，適 應(yīng)耐燒蝕性?，F(xiàn)有的透波材料如陶瓷基透波材料，氮化娃纖維復(fù)合透波材料，石英纖維透波 材料，憐酸基透波材料，娃酸基透波材料W及聚四氣乙締透波材料等等，一般都具有優(yōu)良的 力學(xué)性能，介電性能和耐高溫抗熱震性能。但其共同點(diǎn)是制備工藝相對(duì)都比較復(fù)雜，要經(jīng)過(guò) 制漿料、球磨混料，烘干、造粒、成型、燒結(jié)或?qū)⒃现瞥赡z后，經(jīng)干燥、球磨、干壓、成型并 在惰性氣體保護(hù)下，經(jīng)過(guò)1800°c左右的高溫?cái)?shù)小時(shí)的保溫時(shí)間，進(jìn)行冷卻后再研磨等工藝。 操作復(fù)雜，制備時(shí)間長(zhǎng)，能耗大，成本高，不適合大批量生產(chǎn)。為此本發(fā)明一種耐高溫娃酸侶 纖維復(fù)合透波材料采用激光熱處理的制備工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種耐高溫娃酸侶纖維復(fù)合透波材料及其制備方法。該材料具有良好 的力學(xué)性能，介電性能和耐高溫抗熱震性能，在波長(zhǎng)1-lOOmm范圍的透波率高達(dá)80%W上， 制備工藝簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，成本低，適宜批量制備各種形狀結(jié)構(gòu)的天線(xiàn)窗和天線(xiàn) 罩。
[0004] 本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案為一種耐高溫娃酸侶纖維復(fù)合透波材料，其由侶酸娃纖維 布、固化劑、填料和適量水組成。 陽(yáng)〇化]進(jìn)一步地，所述固化劑為娃酸鋼和氣棚酸鋒，其中，娃酸鋼與氣棚酸鋒的重量配比 為 8-10:10-2。
[0006] 進(jìn)一步地，所述填料為二氧化姉和二氧化錯(cuò)粉狀物，顆粒度為200~250目，兩 者重量配比為1-2:1-5。
[0007] 進(jìn)一步地，所述娃酸侶纖維布含有90%的二氧化娃。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案為一種耐高溫娃酸侶纖維復(fù)合透波材料的制備方法，包 括W下步驟：
[0009] A將固化劑娃酸鋼，氣棚酸鋒按8 - 10 :1 - 2的重量配比計(jì)量好，放入容器中，在 機(jī)械攬拌下混合均勻?yàn)槟z體溶液，攬拌速度40-6化n/min;
[0010] B將二氧化姉和二氧化錯(cuò)按1-2:1-5的重量配比計(jì)量好，并混合均勻；
[0011] C將步驟A制備的膠體溶液與2步驟制備混合粉狀物按5:1-1. 5的重量比在機(jī)械 攬拌下混合均勻，攬拌速度40-6化n/min，再緩慢加入適量的水?dāng)埌?.5-2h，調(diào)整粘度， 用涂-4粘度杯測(cè)量粘度值為14-18S，從而得到透波漿料；
[0012] D將一定尺寸的娃酸侶纖維布平鋪在玻璃板上，在纖維布上均勻刷涂或滾涂步驟 C制備的透波漿料，厚度0. 5-1. 0mm，如此交替平鋪娃酸侶纖維布和涂裝透波漿料各3層， 制成娃酸侶復(fù)合透波巧板料；
[0013] E將步驟D制備的娃酸侶纖維復(fù)合透波巧板料進(jìn)行激光熱處理得到一種耐高溫娃 酸侶纖維復(fù)合透波材料，其中激光熱處理的激光功率為1-1. 2kw，離焦量為236-27. 5mm，掃 面速度為20mm/s。
[0014] 本發(fā)明所具有的有益效果：
[0015] 1)有良好的力學(xué)性能，介電性能和耐高溫抗熱震性能，在波長(zhǎng)1-lOOmm范圍的透 波率高達(dá)80%W上，制備工藝簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，成本低。
[0016] 2)使用耐熱柔軟的特種晶體纖維織物，Si〇2含量在90%W上，從而使娃酸侶纖維 復(fù)合透波材料具有耐高溫作用。
[0017] 3)采用激光熱處理的制備工藝，強(qiáng)化材料表面，使其耐磨、耐高溫、耐腐蝕。
[0018] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 一種耐高溫娃酸侶復(fù)合透波材料由娃酸侶纖維布、固化劑、填料和適量水組成。 娃酸侶纖維布選用溜博耀星耐火保溫材料有限公司型號(hào)為YXGX-308A3的娃酸侶纖維布， 此為耐熱柔軟的特種晶體纖維織物，sio2含量在90%W上，具有優(yōu)秀的耐熱性，可長(zhǎng)期在 900°CW下使用，瞬間耐熱溫度達(dá)1400°C，有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性，其斷裂強(qiáng) 度，徑向1200N，締向800N。
[0020] 所述固化劑為娃酸鋼（化2〇 ?nsio2)和氣棚酸鋒[Zn度F4) 2 ? 6肥0]，娃酸鋼與氣 棚酸鋒的重量配比為8~10:10~2,娃酸鋼又名水玻璃，俗稱(chēng)泡花堿，選用二氧化娃和 氧化鋼摩爾比（稱(chēng)模數(shù)）大于3的中性液體。
[0021] 所述填料為二氧化姉（Ce02)和二氧化錯(cuò)狂r02)粉狀物，顆粒度為200~250目， 兩者重量配比為1-2:1-5。 陽(yáng)0巧 實(shí)施例1
[0023] 1、取娃酸鋼8重量份，氣棚酸鋒2重量份，于容器中；在轉(zhuǎn)速為40rn/min下攬拌均 勻?yàn)槟z體溶液。
[0024] 2、取二氧化姉和二氧化錯(cuò)各1重量份，混合后加入上述膠體溶液中，繼續(xù)攬拌下， 緩慢加入適量的水，調(diào)整粘度，攬拌1.化停止攬拌。
[0025] 3、取出攬拌后的粘性液體用涂-4粘度杯，測(cè)量物料20°C時(shí)的粘度為16. 2S，此為 透波漿料。
[00%] 4、將一定尺寸的娃酸侶纖維布平鋪在玻璃板上，在纖維布上均勻刷涂3制備的透 波漿料厚度為1. 0mm，如此交替平鋪娃酸侶纖維布和涂刷透波漿料各3層，制成娃酸侶纖維 復(fù)合透波巧板材料。
[0027] 5、將4制備的娃酸侶纖維復(fù)合透波巧板料進(jìn)行激光熱處理，得到一種耐高溫娃酸 侶纖維復(fù)合透波材料。 陽(yáng)0測(cè)實(shí)施例2
[0029] 1、取娃酸鋼10重量份，氣棚酸鋒1重量份，于容器中在轉(zhuǎn)速為60rn/min下攬拌均 勻?yàn)槟z體溶液。
[0030] 2、取二氧化姉1重量份，二氧化錯(cuò)2. 15重量份，混合后加入上述膠體溶液中，繼續(xù) 攬拌下，緩慢加入適量的水，調(diào)整粘度，攬拌化停止攬拌。
[0031] 3、取出攬拌后的粘性液體用涂-4粘度杯測(cè)量物料20°C時(shí)的粘度為17. 8s，此為透 波漿料。
[0032] 4、將一定尺寸的娃酸侶纖維布平鋪在玻璃板上，在纖維布上均勻滾涂3制備的透 波漿料，厚度為0. 5mm，如此交替平鋪娃酸侶纖維布和滾涂透波漿料各3層制成娃酸侶纖維 復(fù)合透波巧板料。
[0033] 5、將4制備的娃酸侶纖維復(fù)合透波巧板料進(jìn)行激光熱處理，得到一種耐高溫娃酸 侶纖維復(fù)合透波材料。
[0034] 實(shí)施例3
[0035] 1、取娃酸鋼9重量份，氣棚酸鋒1. 5重量份，于容器中；在轉(zhuǎn)速為50rn/min下攬拌 均勻?yàn)槟z體溶液。
[0036] 2、取二氧化姉2重量份，二氧化錯(cuò)5重量份，混合后加入上述膠體溶液中，繼續(xù)攬 拌下，緩慢加入適量的水，調(diào)整粘度，攬拌1.化停止攬拌。
[0037] 3、取出攬拌后的粘性液體用涂-4粘度杯，測(cè)量物料20°C時(shí)的粘度為18. 4S，此為 透波漿料。
[0038] 4、將一定尺寸的娃酸侶纖維布平鋪在玻璃板上，在纖維布上均勻刷涂3制備的透 波漿料厚度為0. 8mm，如此交替平鋪娃酸侶纖維布和涂刷透波漿料各3層，制成娃酸侶纖維 復(fù)合透波巧板材料。
[0039] 5、將4制備的娃酸侶纖維復(fù)合透波巧板料進(jìn)行激光熱處理，得到一種耐高溫娃酸 侶纖維復(fù)合透波材料。 W40] 實(shí)施例4
[0041] 1、取娃酸鋼8重量份，氣棚酸鋒1重量份，于容器中；在轉(zhuǎn)速為45rn/min下攬拌均 勻?yàn)槟z體溶液。
[0042] 2、取二氧化姉2重量份，二氧化錯(cuò)1重量份，混合后加入上述膠體溶液中，繼續(xù)攬 拌下，緩慢加入適量的水，調(diào)整粘度，攬拌1.化停止攬拌。
[0043] 3、取出攬拌后的粘性液體用涂-4粘度杯，測(cè)量物料20°C時(shí)的粘度為16. 8S，此為 透波漿料。
[0044] 4、將一定尺寸的娃酸侶纖維布平鋪在玻璃板上，在纖維布上均勻刷涂3制備的透 波漿料厚度為1mm，如此交替平鋪娃酸侶纖維布和涂刷透波漿料各3層，制成娃酸侶纖維復(fù) 合透波巧板材料。
[0045] 5、將4制備的娃酸侶纖維復(fù)合透波巧板料進(jìn)行激光熱處理，得到一種耐高溫娃酸 侶纖維復(fù)合透波材料。
[0046] 實(shí)施例透波材料測(cè)試技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表
[0047]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐高溫硅酸鋁纖維復(fù)合透波材料，其特征在于： 其由鋁酸硅纖維布、固化劑、填料和適量水組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫硅酸鋁纖維復(fù)合透波材料，其特征在于：所述固 化劑為硅酸鈉和氟硼酸鋅，其中，硅酸鈉與氟硼酸鋅的重量配比為8-10:10-2。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種耐高溫硅酸鋁纖維復(fù)合透波材料，其特征在于：所 述填料為二氧化鈰和二氧化鋯粉狀物，顆粒度為200~250目，兩者重量配比為1-2:1-5。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐高溫硅酸鋁纖維復(fù)合透波材料，其特征在于：所述硅 酸鋁纖維布含有90%的二氧化硅。5. -種耐高溫硅酸鋁纖維復(fù)合透波材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： A將固化劑硅酸鈉，氟硼酸鋅按8 - 10 :1 - 2的重量配比計(jì)量好，放入容器中，在機(jī)械 攪拌下混合均勾為膠體溶液，攪拌速度40-60rn/min; B將二氧化鈰和二氧化鋯按1-2:1-5的重量配比計(jì)量好，并混合均勻； C將步驟A制備的膠體溶液與2步驟制備混合粉狀物按5:1-1. 5的重量比在機(jī)械攪拌 下混合均勻，攪拌速度40-60rn/min，再緩慢加入適量的水?dāng)嚢?.5-2h，調(diào)整粘度，用涂-4 粘度杯測(cè)量粘度值為14-18S，從而得到透波漿料； D將一定尺寸的硅酸鋁纖維布平鋪在玻璃板上，在纖維布上均勻刷涂或滾涂步驟C制 備的透波漿料，厚度0. 5-1. 0mm，如此交替平鋪硅酸鋁纖維布和涂裝透波漿料各3層，制成 硅酸鋁復(fù)合透波坯板料； E將步驟D制備的硅酸鋁纖維復(fù)合透波坯板料進(jìn)行激光熱處理得到一種耐高溫硅酸鋁 纖維復(fù)合透波材料，其中激光熱處理的激光功率為1-1. 2kw，離焦量為236-27. 5mm，掃面速 度為 20mm/s。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐高溫硅酸鋁纖維復(fù)合透波材料，其由鋁酸硅纖維布、固化劑、填料和適量水組成,所述固化劑為硅酸鈉和氟硼酸鋅，其中，硅酸鈉與氟硼酸鋅的重量配比為8-10:10-2。
【IPC分類(lèi)】C04B35/16, C04B35/622, C04B35/80
【公開(kāi)號(hào)】CN105198470
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510607504
【發(fā)明人】丁飛, 陳松, 張強(qiáng), 雷春, 曹景潤(rùn)
【申請(qǐng)人】北京新立機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月22日