本發(fā)明屬于導彈用寬頻透波陶瓷天線罩制備技術領域，具體地指一種寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體及其制備方法。
背景技術：
天線罩是用于保護罩內(nèi)天線在惡劣環(huán)境下能夠進行正常工作的部件。目前反輻射導彈要求天線罩材料必須寬頻透過電磁波。天線罩要獲得寬頻透波性能，一方面需要采用極低的介電常數(shù)、極小的介電損耗的介電材料，另一方面是材料具有特殊的結構，如薄壁結構、夾層結構。采用薄壁結構可以實現(xiàn)天線罩的寬頻化，其壁厚一般要小于波長的1/20。但由于其厚度較小，只能用于對力學性能要求不高的場合，若在對力學性能高的場合需采用特殊的夾層結構，形成多層罩壁，外層罩具有強的力學性能、耐溫性、抗燒蝕性等，內(nèi)層罩具有更低介電常數(shù)，并起到隔熱功能。
目前為了實現(xiàn)雙層及多層罩結構，大多采用單層罩單獨成型后再進行逐層裝配方式，然而，該方式存在罩體之間的連接強度低、裝配精度低、以及成本高等不足，限制了其應用范圍。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是要提供一種寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體及其制備方法。該雙基體復合陶瓷天線罩罩體的仿形織物采用空心石英纖維布、空心石英纖維網(wǎng)胎以及實心石英纖維布鋪層后整體縫合，經(jīng)浸膠復合制備出具有不同介電性能的雙層罩體，可實現(xiàn)雙層復合陶瓷天線罩一體化成型，從而提高罩體連接強度和裝配精度，保證天線罩強度和電性能，并降低生產(chǎn)成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體，它是由仿形織物經(jīng)過浸泡和水煮處理、外層浸膠、整體浸膠、高溫燒結、粗加工以及精加工成型的產(chǎn)品；所述仿形織物為一體化結構，它包括內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層采用空心石英纖維布和空心石英纖維網(wǎng)胎仿形交替鋪層縫合而成，所述外層采用實心石英纖維布鋪層縫合而成，所述內(nèi)層和外層之間鋪設有隔膜層；所述仿形織物在經(jīng)過上述處理后，內(nèi)層和外層均復合有氧化硅基體，且外層復合的氧化硅基體密度大于內(nèi)層復合的氧化硅基體密度。
一種寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體的制備方法，包括如下步驟：
1)仿形織物的編織：根據(jù)天線罩雙層罩體的結構尺寸，確定仿形織物的內(nèi)層、外層結構尺寸；先采用空心石英纖維布和空心石英纖維網(wǎng)胎仿形交替鋪層縫合成內(nèi)層，再在內(nèi)層的外表面鋪上隔膜層，然后在隔膜層的外表面采用實心石英纖維布鋪層縫合成外層，最后整體縫合形成一體化的仿形織物；
2)仿形織物的預處理：將仿形織物依次經(jīng)過丙酮浸泡和去離子水水煮；
3)仿形織物的外層浸膠：將預處理后仿形織物的外層浸沒在硅溶膠中，浸漬后取出仿形織物進行干燥；重復進行上述浸沒和干燥工藝2～4次，使得仿形織物外層復合上氧化硅基體，得到初始坯料；
4)整體浸膠：將初始坯料放入高壓釜中，對釜進行抽真空處理，然后將硅溶膠倒吸入高壓釜中，初始坯料全部浸沒，然后采用向高壓釜中打入硅溶膠的方式，提高釜內(nèi)壓力，浸漬完成后泄壓取出仿形織物進行干燥；
5)重復進行上述步驟4)的整體浸膠操作2～3次，使得初始坯料的內(nèi)層和外層均復合上氧化硅基體，得到中間坯料；
6)中間坯料的燒結：將中間坯料放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，形成罩體坯料，同時也去除了隔膜層；
7)罩體坯料的粗加工：按照罩體尺寸將罩體坯料表面進行機械加工；
8)經(jīng)過粗加工的罩體坯料再重復上述步驟4)的整體浸膠操作1次，然后放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，得到初始罩體；
9)初始罩體的精加工：將初始罩體采用砂紙打磨掉表面的硅溶膠固體顆粒，即可得寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體。
進一步地，所述步驟1)中，仿形織物的厚度為20～40mm，空心石英纖維布和實心石英纖維布的厚度均為0.1～0.8mm，空心石英纖維網(wǎng)胎的面密度為30～100g/cm2。優(yōu)選地，仿形織物的厚度為26～30mm，空心石英纖維布和實心石英纖維布的厚度均為0.5～0.8mm，空心石英纖維網(wǎng)胎的面密度為50～100g/cm2。
進一步地，所述步驟1)中，隔膜層為聚四氟乙烯或者尼龍材料，隔膜層的厚度為0.03～0.07mm。優(yōu)選地，隔膜層的厚度為0.05～0.07mm。這樣，在仿形織物外層浸膠時一定程度隔離膠液向內(nèi)層滲透。
進一步地，所述步驟2)中，丙酮為分析純丙酮，丙酮浸泡時間為12～36h。優(yōu)選地，丙酮浸泡時間為16～24h。
進一步地，所述步驟2)中，去離子水在線檢測的電阻率≥10MΩ·CM，水煮溫度為60～100℃，水煮時間為6～36h，水煮次數(shù)為2～3次。優(yōu)選地，水煮溫度為60～90℃，水煮時間為6～24h。這樣，去除纖維表面的樹脂浸潤劑。
進一步地，所述步驟3)中，硅溶膠的固含量為20～30％，浸漬時間為0.5～3h，浸漬硅溶膠溫度為30～60℃，干燥溫度為30～70℃，干燥時間≥10h。優(yōu)選地，硅溶膠的固含量為25～30％，浸漬時間為2～3h，浸漬硅溶膠溫度為30～40℃，干燥溫度為50～70℃，干燥時間10～24h。這樣，有利于仿形織物的外層與硅溶膠中的氧化硅結合。進一步地，所述步驟4)中，硅溶膠的固含量為20～30％，浸漬硅溶膠溫度為30～60℃，真空處理的真空度為-0.1～-0.07MPa，釜內(nèi)壓力為0.5～2MPa，高壓保壓時間為0.5～3h，干燥溫度為30～70℃，干燥時間≥10h。優(yōu)選地，硅溶膠的固含量為25～30％，浸漬硅溶膠溫度為30～40℃，真空處理的真空度為-0.08～-0.07MPa，釜內(nèi)壓力為1～2MPa，高壓保壓時間為1～3h，干燥溫度為50～70℃，干燥時間10～24h。這樣，采用高壓浸漬方式對初始坯料進行整體浸漬，有利于提高石英纖維與氧化硅基體的結合力。此外，可以制備出介電常數(shù)不同的雙層罩體，一般外層罩密度高、介電常數(shù)相對高，內(nèi)層罩密度低、介電常數(shù)低，有利于提高天線罩罩體寬頻透波性能。
再進一步地，所述步驟6)中，燒結溫度為700～1000℃，時間為1～3h，氣氛為空氣。優(yōu)選地，燒結溫度為800～1000℃，時間為1～2h。這樣，高溫燒結增強石英纖維與氧化硅基體的結合性。
更進一步地，所述步驟8)中，燒結溫度為700～1000℃，時間為1～3h，氣氛為空氣。優(yōu)選地，燒結溫度為800～1000℃，時間為1～2h。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
其一，本發(fā)明制備的寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體，采用空心石英纖維布、空心石英纖維網(wǎng)胎以及實心石英纖維布鋪層后整體縫合成仿形織物，經(jīng)浸膠復合制備出具有不同介電性能的雙層罩體，可實現(xiàn)雙層復合陶瓷天線罩一體化成型，從而提高了罩體連接強度和裝配精度，保證天線罩強度和電性能，并降低生產(chǎn)成本。
其二，本發(fā)明寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體的制備方法中，通過選擇外層浸膠和整體浸膠的次數(shù)來調(diào)整罩體外層和內(nèi)層復合的氧化硅基體的密度，使罩體內(nèi)、外層介電性能可調(diào)，且外層復合的氧化硅基體密度大于內(nèi)層復合的氧化硅基體密度，有利于提高天線罩罩體寬頻透波性能。
其三，本發(fā)明寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體的制備方法中，采用高壓浸漬方式對初始坯料進行整體浸漬，有利于提高陶瓷致密化速度，增強石英纖維與氧化硅基體的結合力。
附圖說明
圖1為制備本發(fā)明天線罩罩體時縫合而成的仿形織物的縱截面結構示意圖；
圖中：仿形織物1、內(nèi)層2、外層3、隔膜層4。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
實施例1：
一種寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體的制備方法，包括如下步驟：
1)仿形織物的編織：根據(jù)天線罩雙層罩體的結構尺寸，確定仿形織物的內(nèi)層、外層結構尺寸(仿形織物的厚度為24mm)；先采用空心石英纖維布(厚度為0.5mm)和空心石英纖維網(wǎng)胎(面密度為50g/cm2)仿形交替鋪層縫合成內(nèi)層，再在內(nèi)層的外表面鋪上由聚四氟乙烯薄膜形成的隔膜層(厚度為0.05mm)，然后在隔膜層的外表面采用實心石英纖維布(厚度為0.5mm)鋪層縫合成外層，最后整體縫合形成一體化的仿形織物；
2)仿形織物的預處理：將仿形織物先用分析純丙酮浸泡12h，再用去離子水(去離子水在線檢測的電阻率≥10MΩ·CM)在溫度為80℃條件下水煮24h，水煮次數(shù)3次，去除纖維表面樹脂浸潤劑；
3)仿形織物的外層浸膠：將預處理后仿形織物的外層浸沒在硅溶膠(固含量為20％)中，浸漬硅溶膠溫度為30℃，浸漬1h后取出仿形織物在溫度為40℃條件下干燥時間24h；重復進行上述浸沒和干燥工藝3次，使得仿形織物外層復合上氧化硅基體，得到初始坯料；
4)整體浸膠：將初始坯料放入高壓釜中，對釜進行抽真空處理(真空度為-0.08MPa)，然后將硅溶膠(固含量為20％)倒吸入高壓釜中，浸漬硅溶膠溫度為30℃，初始坯料全部浸沒，然后采用向高壓釜中打入硅溶膠的方式，提高釜內(nèi)壓力(釜內(nèi)壓力為1MPa)，高壓保壓時間為1h，浸漬完成后泄壓取出仿形織物在溫度為40℃條件下干燥時間24h；
5)重復進行上述步驟4)的整體浸膠操作3次，使得初始坯料的內(nèi)層和外層均復合上氧化硅基體，得到中間坯料；
6)中間坯料的燒結：將中間坯料放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛800℃條件下燒結2h，形成罩體坯料，同時也去除了隔膜層；
7)罩體坯料的粗加工：按照罩體尺寸將罩體坯料表面進行機械加工；
8)經(jīng)過粗加工的罩體坯料再重復上述步驟4)的整體浸膠操作1次，然后放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛800℃條件下燒結2h，得到初始罩體；
9)初始罩體的精加工：將初始罩體采用砂紙打磨掉表面的硅溶膠固體顆粒，即可得寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體。
實施例2：
一種寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體的制備方法，包括如下步驟：
1)仿形織物的編織：根據(jù)天線罩雙層罩體的結構尺寸，確定仿形織物的內(nèi)層、外層結構尺寸(仿形織物的厚度為40mm)；先采用空心石英纖維布(厚度為0.5mm)和空心石英纖維網(wǎng)胎(面密度為50g/cm2)仿形交替鋪層縫合成內(nèi)層，再在內(nèi)層的外表面鋪上由聚四氟乙烯薄膜形成的隔膜層(厚度為0.05mm)，然后在隔膜層的外表面采用實心石英纖維布(厚度為0.5mm)鋪層縫合成外層，最后整體縫合形成一體化的仿形織物；
2)仿形織物的預處理：將仿形織物先用分析純丙酮浸泡16h，再用去離子水(去離子水在線檢測的電阻率≥10MΩ·CM)在溫度為90℃條件下水煮24h，水煮次數(shù)3次，去除纖維表面樹脂浸潤劑；
3)仿形織物的外層浸膠：將預處理后仿形織物的外層浸沒在硅溶膠(固含量為20％)中，浸漬硅溶膠溫度為30℃，浸漬1h后取出仿形織物在溫度為50℃條件下干燥時間24h；重復進行上述浸沒和干燥工藝3次，使得仿形織物外層復合上氧化硅基體，得到初始坯料；
4)整體浸膠：將初始坯料放入高壓釜中，對釜進行抽真空處理(真空度為-0.07MPa)，然后將硅溶膠(固含量為20％)倒吸入高壓釜中，浸漬硅溶膠溫度為30℃，初始坯料全部浸沒，然后采用向高壓釜中打入硅溶膠的方式，提高釜內(nèi)壓力(釜內(nèi)壓力為1MPa)，高壓保壓時間為1h，浸漬完成后泄壓取出仿形織物在溫度為50℃條件下干燥時間24h；
5)重復進行上述步驟4)的整體浸膠操作3次，使得初始坯料的內(nèi)層和外層均復合上氧化硅基體，得到中間坯料；
6)中間坯料的燒結：將中間坯料放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛800℃條件下燒結2h，形成罩體坯料，同時也去除了隔膜層；
7)罩體坯料的粗加工：按照罩體尺寸將罩體坯料表面進行機械加工；
8)經(jīng)過粗加工的罩體坯料再重復上述步驟4)的整體浸膠操作1次，然后放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛800℃條件下燒結2h，得到初始罩體；
9)初始罩體的精加工：將初始罩體采用砂紙打磨掉表面的硅溶膠固體顆粒，即可得寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體。
實施例3：
一種寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體的制備方法，包括如下步驟：
1)仿形織物的編織：根據(jù)天線罩雙層罩體的結構尺寸，確定仿形織物的內(nèi)層、外層結構尺寸(仿形織物的厚度為20mm)；先采用空心石英纖維布(厚度為0.1mm)和空心石英纖維網(wǎng)胎(面密度為30g/cm2)仿形交替鋪層縫合成內(nèi)層，再在內(nèi)層的外表面鋪上由聚四氟乙烯薄膜形成的隔膜層(厚度為0.03mm)，然后在隔膜層的外表面采用實心石英纖維布(厚度為0.1mm)鋪層縫合成外層，最后整體縫合形成一體化的仿形織物；
2)仿形織物的預處理：將仿形織物先用分析純丙酮浸泡36h，再用去離子水(去離子水在線檢測的電阻率≥10MΩ·CM)在溫度為60℃條件下水煮6h，水煮次數(shù)2次，去除纖維表面樹脂浸潤劑；
3)仿形織物的外層浸膠：將預處理后仿形織物的外層浸沒在硅溶膠(固含量為30％)中，浸漬硅溶膠溫度為60℃，浸漬0.5h后取出仿形織物在溫度為30℃條件下干燥時間10h；重復進行上述浸沒和干燥工藝2次，使得仿形織物外層復合上氧化硅基體，得到初始坯料；
4)整體浸膠：將初始坯料放入高壓釜中，對釜進行抽真空處理(真空度為-0.1MPa)，然后將硅溶膠(固含量為30％)倒吸入高壓釜中，浸漬硅溶膠溫度為60℃，初始坯料全部浸沒，然后采用向高壓釜中打入硅溶膠的方式，提高釜內(nèi)壓力(釜內(nèi)壓力為0.5MPa)，高壓保壓時間為0.5h，浸漬完成后泄壓取出仿形織物在溫度為70℃條件下干燥時間10h；
5)重復進行上述步驟4)的整體浸膠操作3次，使得初始坯料的內(nèi)層和外層均復合上氧化硅基體，得到中間坯料；
6)中間坯料的燒結：將中間坯料放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛700℃條件下燒結3h，形成罩體坯料，同時也去除了隔膜層；
7)罩體坯料的粗加工：按照罩體尺寸將罩體坯料表面進行機械加工；
8)經(jīng)過粗加工的罩體坯料再重復上述步驟4)的整體浸膠操作1次，然后放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛700℃條件下燒結3h，得到初始罩體；
9)初始罩體的精加工：將初始罩體采用砂紙打磨掉表面的硅溶膠固體顆粒，即可得寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體。
實施例4：
一種寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體的制備方法，包括如下步驟：
1)仿形織物的編織：根據(jù)天線罩雙層罩體的結構尺寸，確定仿形織物的內(nèi)層、外層結構尺寸(仿形織物的厚度為30mm)；先采用空心石英纖維布(厚度為0.8mm)和空心石英纖維網(wǎng)胎(面密度為100g/cm2)仿形交替鋪層縫合成內(nèi)層，再在內(nèi)層的外表面鋪上由尼龍形成的隔膜層(厚度為0.07mm)，然后在隔膜層的外表面采用實心石英纖維布(厚度為0.8mm)鋪層縫合成外層，最后整體縫合形成一體化的仿形織物；
2)仿形織物的預處理：將仿形織物先用分析純丙酮浸泡24h，再用去離子水(去離子水在線檢測的電阻率≥10MΩ·CM)在溫度為100℃條件下水煮36h，水煮次數(shù)3次，去除纖維表面樹脂浸潤劑；
3)仿形織物的外層浸膠：將預處理后仿形織物的外層浸沒在硅溶膠(固含量為25％)中，浸漬硅溶膠溫度為30℃，浸漬0.5h后取出仿形織物在溫度為70℃條件下干燥時間36h；重復進行上述浸沒和干燥工藝4次，使得仿形織物外層復合上氧化硅基體，得到初始坯料；
4)整體浸膠：將初始坯料放入高壓釜中，對釜進行抽真空處理(真空度為-0.07MPa)，然后將硅溶膠(固含量為25％)倒吸入高壓釜中，浸漬硅溶膠溫度為30℃，初始坯料全部浸沒，然后采用向高壓釜中打入硅溶膠的方式，提高釜內(nèi)壓力(釜內(nèi)壓力為2MPa)，高壓保壓時間為3h，浸漬完成后泄壓取出仿形織物在溫度為30℃條件下干燥時間24h；
5)重復進行上述步驟4)的整體浸膠操作2次，使得初始坯料的內(nèi)層和外層均復合上氧化硅基體，得到中間坯料；
6)中間坯料的燒結：將中間坯料放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛1000℃條件下燒結1h，形成罩體坯料，同時也去除了隔膜層；
7)罩體坯料的粗加工：按照罩體尺寸將罩體坯料表面進行機械加工；
8)經(jīng)過粗加工的罩體坯料再重復上述步驟4)的整體浸膠操作1次，然后放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛1000℃條件下燒結1h，得到初始罩體；
9)初始罩體的精加工：將初始罩體采用砂紙打磨掉表面的硅溶膠固體顆粒，即可得寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體。
實施例5：
一種寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體的制備方法，包括如下步驟：
1)仿形織物的編織：根據(jù)天線罩雙層罩體的結構尺寸，確定仿形織物的內(nèi)層、外層結構尺寸(仿形織物的厚度為35mm)；先采用空心石英纖維布(厚度為0.5mm)和空心石英纖維網(wǎng)胎(面密度為50g/cm2)仿形交替鋪層縫合成內(nèi)層，再在內(nèi)層的外表面鋪上由尼龍形成的隔膜層(厚度為0.05mm)，然后在隔膜層的外表面采用實心石英纖維布(厚度為0.5mm)鋪層縫合成外層，最后整體縫合形成一體化的仿形織物；
2)仿形織物的預處理：將仿形織物先用分析純丙酮浸泡24h，再用去離子水(去離子水在線檢測的電阻率≥10MΩ·CM)在溫度為80℃條件下水煮24h，水煮次數(shù)3次，去除纖維表面樹脂浸潤劑；
3)仿形織物的外層浸膠：將預處理后仿形織物的外層浸沒在硅溶膠(固含量為20％)中，浸漬硅溶膠溫度為40℃，浸漬2h后取出仿形織物在溫度為50℃條件下干燥時間24h；重復進行上述浸沒和干燥工藝3次，使得仿形織物外層復合上氧化硅基體，得到初始坯料；
4)整體浸膠：將初始坯料放入高壓釜中，對釜進行抽真空處理(真空度為-0.08MPa)，然后將硅溶膠(固含量為20％)倒吸入高壓釜中，浸漬硅溶膠溫度為50℃，初始坯料全部浸沒，然后采用向高壓釜中打入硅溶膠的方式，提高釜內(nèi)壓力(釜內(nèi)壓力為1.5MPa)，高壓保壓時間為2h，浸漬完成后泄壓取出仿形織物在溫度為50℃條件下干燥時間24h；
5)重復進行上述步驟4)的整體浸膠操作2次，使得初始坯料的內(nèi)層和外層均復合上氧化硅基體，得到中間坯料；
6)中間坯料的燒結：將中間坯料放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛800℃條件下燒結2h，形成罩體坯料，同時也去除了隔膜層；
7)罩體坯料的粗加工：按照罩體尺寸將罩體坯料表面進行機械加工；
8)經(jīng)過粗加工的罩體坯料再重復上述步驟4)的整體浸膠操作1次，然后放入高溫燒結爐中進行高溫燒結，高溫燒結為在空氣氣氛800℃條件下燒結2h，得到初始罩體；
9)初始罩體的精加工：將初始罩體采用砂紙打磨掉表面的硅溶膠固體顆粒，即可得寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，應當指出，任何熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明所揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。