本發(fā)明涉及隱身技術領域,尤其涉及一種蜂窩結構雷達吸波材料及其制備方法。
背景技術:以下對本發(fā)明的相關技術背景進行說明,但這些說明并不一定構成本發(fā)明的現(xiàn)有技術。隨著現(xiàn)代軍事技術的迅猛發(fā)展,飛機、導彈、艦船、車輛等武器裝備的生存能力面臨嚴重威脅,為了提高武器裝備的戰(zhàn)場突防能力和生存能力,降低目標的輻射或散射特征是未來武器裝備隱身的必然發(fā)展方向。而在當前戰(zhàn)爭中,雷達是最普通和最主要的軍事探測和制導技術,雷達隱身材料在多功能隱身材料的研制中開展最早、報道最多,是隱身材料的一個研究熱點。目前,針對雷達的隱身技術途徑主要是利用雷達吸波材料對雷達波進行吸收或是減少對它的反射。所以各國普遍重視對吸波材料的研究與開發(fā),它的發(fā)展及使用對未來戰(zhàn)爭的勝敗將意義重大。蜂窩結構吸波材料吸收頻帶寬、吸收性能強、結構密度小,而且與其它材料復合后具有一定的強度和剛度,因此在軍用或民用領域獲得廣泛應用。以軍事強國美國典型隱身戰(zhàn)機為例,B-2隱身戰(zhàn)略轟炸機外表面除了涂覆有一種具有不同厚度的韌性隱身涂層外,還大量采用了吸波復合材料,機身和機翼蒙皮是一種蜂窩型雷達吸波結構,非金屬蜂窩芯浸漬含有碳粉或其他吸波物質的樹脂,威脅來波首先被具有損耗性能的芯格薄壁部分吸收,剩余的電磁波能量經過蜂格薄壁多次反射吸收因而又展寬了吸收頻帶。F-22是是美國洛克希德、馬丁與波音公司為美國空軍研制的21世紀初主力重型戰(zhàn)斗機,在美國空軍武器裝備發(fā)展中占有最優(yōu)先的地位。F-22的隱身性能是采用了更先進、更成熟的隱身材料技術:大量采用了復合材料結構,復合材料占整個結構重量的26%,其中機翼部位就很有可能使用蜂窩型吸波結構。這些蜂窩結構吸波材料技術先進,工程化程度高,應用之后可顯著降低目標雷達散射特征,還具備一定的力學承載能力,且適合不同武器裝備,非常值得我們學習與借鑒。
技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種蜂窩結構雷達吸波材料及其制備方法,使雷達吸波材料具備寬頻隱身性能,以滿足未來武器裝備的研制及生產對隱身性能的需求。根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種蜂窩結構雷達吸波材料的制備方法,包括:S1、將蜂窩芯置于稀釋后的功能化石墨烯漿料中進行浸泡,然后對蜂窩芯進行固化處理,得到第一至第三吸波蜂窩,其中,第一吸波蜂窩的浸泡時間、第二吸波蜂窩的浸泡時間、第三吸波蜂窩的浸泡時間依次遞減;S2、依次將第一吸波蜂窩、第二吸波蜂窩和第三吸波蜂窩粘結在一起,得到蜂窩結構,然后對蜂窩結構進行固化處理;S3、在固化后的蜂窩結構的上表面和下表面分別覆蓋一層PMI蒙皮層,然后進行固化處理;S4、在下表面PMI蒙皮層的下方粘結金屬基底反射層,然后進行固化處理,得到蜂窩結構雷達吸波材料。優(yōu)選地,所述功能化石墨烯漿料的制備方法為:稱取功能化石墨烯30g、乙炔炭黑15g、耐高溫樹脂200g、無水乙醇350g、分散劑2.3g、潤濕劑1.3g,經均質機高速分散處理,得到混合均勻功能化石墨烯漿料。優(yōu)選地,第一至第三吸波蜂窩的制備方法為:將蜂窩芯置于稀釋后功能化石墨烯漿料中進行浸泡,每次浸泡2h;浸泡結束后取出蜂窩芯,晾置20~30min;其中,第三吸波蜂窩的浸泡次數(shù)最長、第二吸波蜂窩的浸泡次數(shù)次之、第一吸波蜂窩的浸泡次數(shù)最少。優(yōu)選地,第三吸波蜂窩浸泡3次,第二吸波蜂窩浸泡4次,第一吸波蜂窩浸泡5次。本發(fā)明在第二方面提供了本發(fā)明第一方面所述的方法制得的蜂窩結構雷達吸波材料。本發(fā)明的方法原料成本低廉、制備方工藝簡單且操作方便、易于實現(xiàn)工業(yè)化生產,制得的產品性能可靠,質量穩(wěn)定,不僅能夠使雷達吸波材料具備寬頻隱身性能,而且可以作為結構承載件直接應用到需要力學承載的武器裝備中。附圖說明通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分,本發(fā)明的特征和優(yōu)點將變得更加容易理解,在附圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的雷達隱身用吸波材料的示意圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的雷達隱身用吸波材料的反射率曲線示意圖。具體實施方式下面參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進行詳細描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的,而絕不是對本發(fā)明及其應用或用法的限制。根據(jù)本發(fā)明的實施例,提供了蜂窩結構雷達吸波材料的制備方法。首先,在步驟S1,將蜂窩芯置于稀釋后的功能化石墨烯漿料中進行浸泡,高濃度的漿料可以適當減少浸泡時間,但漿料濃度不宜過高(一般≤20wt%),否則漿料固化后易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象;然后對蜂窩芯進行固化處理,得到第一至第三吸波蜂窩。浸泡時間越長,吸波蜂窩的吸收頻率越低,本發(fā)明中第三吸波蜂窩的浸泡時間、第二吸波蜂窩的浸泡時間、第一吸波蜂窩的浸泡時間依次減少,從而能夠吸收較寬頻域范圍的雷達波。接下來,在步驟S2,依次將第一吸波蜂窩、第二吸波蜂窩和第三吸波蜂窩粘結在一起,得到蜂窩結構,然后對蜂窩結構進行固化處理。由于第三至第一吸波蜂窩的吸收頻率不同,因此電磁波入射到多層蜂窩結構中時,層層漸入,層層衰減。之后,在蜂窩結構的上表面和下表面分別覆蓋一層PMI蒙皮層,然后進行固化處理(步驟S3)。最后,在步驟S4,在下表面PMI蒙皮層的下方粘結金屬基底反射層,然后進行固化處理,得到蜂窩結構雷達吸波材料。本發(fā)明中的PMI是指聚甲基丙烯胺酰亞胺。如圖1所示,本發(fā)明的蜂窩結構雷達吸波材料從下到上依次包括:金屬基底反射層1,蜂窩結構下表面的PMI蒙皮層2,第一吸波蜂窩3,第二吸波蜂窩4,第三吸波蜂窩5和蜂窩結構上表面的PMI蒙皮層6。采用多層吸波結構遵循電磁波空間傳輸阻抗匹配原理,電磁波入射到多層結構體中,層層漸入,層層衰減??紤]到電磁波在目標不同部位的不同散射機理,本發(fā)明的蜂窩結構雷達吸波材料既能應對鏡面散射、多徑反射、腔體散射,又能抑制艙段長條體結構所帶來的表面波貢獻。以功能化石墨烯作為吸收劑浸泡蜂窩芯,能夠使蜂窩結構雷達吸波材料具備寬頻隱身...