一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料的制作方法

文档序号:14238359阅读:591来源:国知局
本发明涉及一种航空用复合材料,具体地说,是涉及一种耐腐蚀、耐介质冲击、抗静电、高强度、质量轻的复合材料。
背景技术
:飞机雷达位于飞机的前部,是飞机正常飞行的重要制导部件,飞机在复杂的气象条件下飞行时,飞机雷达罩要遭到雨蚀,甚至冰粒、砂石的冲击侵蚀。一般来说,为了雷达正常功能得到保障,即在各种环境下保持性能不变,必须对飞机雷达罩表面使用涂层保护,在飞机雷达罩表面使用涂层保护已经是一个航空行业的常规工艺。由于飞机雷达罩位于飞机前部,其表面光滑要减少阻力,因此对飞机雷达罩再进行涂层加工,必然增加制造的工艺难度。陶瓷材料具备介电、透波的特点,且同时兼具了熔点高、重量轻、耐腐蚀、抗氧化的优异性能,因此符合飞机雷达罩所需要的特性。但是陶瓷材料本身脆性大、塑韧性差导致了其在使用过程中可靠性差。而纤维增强陶瓷基复合材料则可使得陶瓷材料保持其本身的优秀性能的前提下同时大大提高其本身强度。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,其材料本身具备质量轻、抗静电、高强度,且同时具有十分好的耐腐蚀、耐介质冲击的效果,适合用于制造飞机雷达罩,可以减少飞机雷达罩涂层这一工艺步骤,减小工艺难度。为了解决上述问题,本发明提供如下技术方案:一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括以下成分:陶瓷基体、抗静电剂、金属纤维、矿化剂。其中,上述各成分的重量比例为:陶瓷基体18~25重量份、金属纤维5~10重量份、抗静电剂0.2~0.6重量份,矿化剂0.1~0.3重量份、粘结剂2~3份。具体地,上述陶瓷基体为碳化硅陶瓷基体。具体地,上述金属纤维为镍纤维。具体地,上述抗静电剂为复合抗静电剂,由46~53%的环氧树脂、22~27%聚苯乙烯苯磺酸和20~28%的α-羟乙基胺磷酸酯构成。具体地,上述矿化剂为复合矿化剂,由22~29%的氧化钛、12~23%的膨润土、25~31%的铍粉、30~41%的三氧化二铝构成。更具体地,一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份;其中,抗静电剂由51%的环氧树脂、24%聚苯乙烯苯磺酸和25%的α-羟乙基胺磷酸酯构成;矿化剂由24%的氧化钛、16%的膨润土、28%的铍粉、32%的三氧化二铝构成。用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料的制备工艺包括以下步骤:将陶瓷基体粉末与矿化剂混合球磨3h后加入抗静电剂、粘结剂均匀搅拌后,烧结成型;与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:(1)本发明创新性的采用镍纤维来增强陶瓷基体,相比于采用常规的碳纤维,强度更高,耐腐蚀性更好;(2)本发明采用的复合抗静电剂,在生产过程中便加入材料中,使得成品具备抗静电的功能,而不需要额外涂覆抗静电涂层;(3)采用的本发明提供的复合抗静电剂,意外发现采用相比于其他抗静电剂,使得最终的陶瓷基复合材料具有更好的介电性能;(4)本发明中,采用的矿化剂相比其他矿化剂使得晶格活性更强加速固相反应,且其对晶粒长大的抑制效果更好,使得强度更高。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明,本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例1一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,抗静电剂由51%的环氧树脂、24%聚苯乙烯苯磺酸和25%的α-羟乙基胺磷酸酯构成;矿化剂由24%的氧化钛、16%的膨润土、28%的铍粉、32%的三氧化二铝构成。实施例2一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括陶瓷基体18重量份、金属纤维5重量份、抗静电剂0.2重量份,矿化剂0.1重量份、粘结剂3重量份;其中,上述抗静电剂,由46%的环氧树脂、26%聚苯乙烯苯磺酸和28%的α-羟乙基胺磷酸酯构成。其中,上述矿化剂由22%的氧化钛、18%的膨润土、30%的铍粉、30%的三氧化二铝构成。实施例3一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括陶瓷基体25重量份、金属纤维10重量份、抗静电剂0.6重量份、矿化剂0.3重量份、粘结剂2重量份;其中,上述抗静电剂,由53%的环氧树脂、22%聚苯乙烯苯磺酸和25%的α-羟乙基胺磷酸酯构成。其中,上述矿化剂由26%的氧化钛、12%的膨润土、25%的铍粉、37%的三氧化二铝构成。实施例4一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,上述抗静电剂,由53%的环氧树脂、27%聚苯乙烯苯磺酸和20%的α-羟乙基胺磷酸酯构成。其中,上述矿化剂由29%的氧化钛、15%的膨润土、26%的铍粉、30%的三氧化二铝构成。实施例5一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,上述抗静电剂,由53%的环氧树脂、27%聚苯乙烯苯磺酸和20%的α-羟乙基胺磷酸酯构成。其中,上述矿化剂由23%的氧化钛、14%的膨润土、31%的铍粉、32%的三氧化二铝构成。实施例6一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,抗静电剂为环氧树脂;矿化剂由24%的氧化钛、16%的膨润土、28%的铍粉、32%的三氧化二铝构成。实施例7一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,抗静电剂为聚苯乙烯苯磺酸;矿化剂由24%的氧化钛、16%的膨润土、28%的铍粉、32%的三氧化二铝构成。实施例8一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,抗静电剂为α-羟乙基胺磷酸酯构成;矿化剂由24%的氧化钛、16%的膨润土、28%的铍粉、32%的三氧化二铝构成。实施例9一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,抗静电剂由51%的环氧树脂、24%聚苯乙烯苯磺酸和25%的α-羟乙基胺磷酸酯构成;矿化剂为氧化钛。实施例10一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,抗静电剂由51%的环氧树脂、24%聚苯乙烯苯磺酸和25%的α-羟乙基胺磷酸酯构成;矿化剂为膨润土。实施例11一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,抗静电剂由51%的环氧树脂、24%聚苯乙烯苯磺酸和25%的α-羟乙基胺磷酸酯构成;矿化剂为铍粉。实施例12一种用于制造飞机雷达罩的陶瓷基复合材料,包括碳化硅陶瓷基体20重量份、镍纤维8重量份、抗静电剂0.5重量份、矿化剂0.2重量份、粘结剂2重量份;其中,抗静电剂由51%的环氧树脂、24%聚苯乙烯苯磺酸和25%的α-羟乙基胺磷酸酯构成;矿化剂为三氧化二铝构成。实验例1抗静电剂对于复合材料的介电性能的影响:实验例2复合矿化剂对复合材料性能的影响:拉伸强度(mpa)拉伸模量(gpa)弯曲强度(mpa)弯曲模量(gpa)实施例182032.565730.6实施例974028.447825.6实施例1076528.649525.3实施例1173228.546325.4实施例1276528.648826.1按照上述实施例,便可很好地实现本发明。值得说明的是,基于上述结构设计的前提下,为解决同样的技术问题,即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色,所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样,故其也应当在本发明的保护范围内。当前第1页12
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