一种蜂窝吸波结构及其制备方法与流程

本发明涉及吸波材料，特别是涉及一种蜂窝吸波结构及其制备方法。

背景技术：

1、蜂窝吸波结构在航空航天领域已有广泛应用，多用于飞机的机翼、尾翼等部位，随着未来飞行目标航速越来越高，由气动热带来的飞行目标表面温度升高问题愈发严峻。当飞行目标的飞行速度为3马赫时，机翼表面温度达到300℃，对蜂窝材料要求除了轻质、高强和低散射特性外，还要求能够具有350℃左右的耐温能力，以承受高速飞行下的空气动力学加速和热载荷。

2、现有蜂窝芯材通常由纤维/树脂基复合材料(如芳纶纸/酚醛树脂复合材料)制备而成，不仅质量轻，还具有高抗压强度、高刚度等特点，是优异的轻质高强结构材料，可以很好地承载重量。传统蜂窝吸波结构的吸波能力依靠浸渍或者喷涂炭黑浆料，单块蜂窝受工艺影响，最多只能在上下形成两个浓度差，对于提升雷达波阻抗匹配特性不能起到良好的作用，也导致了蜂窝吸波结构的吸波水平受限。

3、因此，亟需提供一种吸波性能的优异的蜂窝吸波结构。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本发明提供了一种蜂窝吸波结构及其制备方法，本发明的蜂窝吸波结构具有优异的耐高温性能和宽频吸波性能。

2、本发明在第一方面提供了一种蜂窝吸波结构，所述蜂窝吸波结构由包括多层吸波材料的吸波结构制得；多层所述吸波材料中吸波剂含量呈梯度变化；所述吸波材料包括至少一层吸波基材；所述吸波基材由纤维布浸渍吸波浆料后经固化制得。

3、优选地，所述吸波浆料包含树脂、吸波剂、溶剂和助剂；

4、优选的是，所述树脂为聚酰亚胺树脂；

5、所述吸波剂为炭黑；

6、所述纤维布为石英纤维布；和/或

7、所述蜂窝吸波结构中蜂窝孔为正六边形蜂窝孔。

8、优选地，所述聚酰亚胺树脂、炭黑、溶剂和助剂的质量比为100:4～25:200～400:6～10；

9、所述石英纤维布的厚度为0.1～0.5mm；和/或

10、所述正六边形蜂窝孔的边长为2～4mm。

11、优选地，相邻所述吸波基材之间通过节点胶进行复合，第n层吸波基材和第n+1层吸波基材之间的第一节点胶位置与第n+1层吸波基材和第n+2层吸波基材之间第二节点胶位置相互错开，且交替排列；优选的是，所述节点胶为聚酰亚胺节点胶。

12、优选地，所述节点胶的宽度为2～4mm；

13、所述节点胶的厚度为0.1mm；

14、相邻所述第一节点胶之间的间隔为6～12mm；和/或

15、相邻所述第二节点胶之间的间隔为6～12mm。

16、本发明在第二方面一种第一方面所述的蜂窝吸波结构的制备方法，所述制备方法包括：

17、将树脂、吸波剂、溶剂和助剂混合，得到不同吸波剂浓度的吸波浆料；

18、将纤维布分别浸渍不同吸波剂浓度的吸波浆料，经第一固化，得到不同吸波剂含量的吸波基材；

19、将不同吸波剂含量的吸波基材进行复合，得到吸波结构；

20、将所述吸波结构进行拉伸定形、增强处理，得到蜂窝吸波结构。

21、优选地，所述拉伸处理为采用四角定位法对所述吸波结构进行拉伸，形成蜂窝孔结构。

22、优选地，所述增强处理为将拉伸处理后的吸波结构浸渍增强树脂浆料，经第二固化，得到蜂窝吸波结构。

23、优选地，所述增强树脂浆料包含聚酰亚胺树脂、溶剂和助剂；优选的是，所述聚酰亚胺树脂、溶剂和助剂的质量比为100:200～400:6～10。

24、优选地，所述第一固化为以2℃/min的速率升温至150℃，加压1.0mpa，然后升温至371℃，保温2.5h，最后自然降温至40℃以下；和/或

25、所述第二固化为以2℃/min的速率升温至150℃，加压1.0mpa，然后升温至371℃，保温2.5h，最后自然降温至40℃以下。

26、本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

27、本发明的蜂窝吸波结构由不同吸波剂含量吸波材料复合得到，在厚度方向上吸波剂含量呈梯度变化，使得蜂窝吸波结构具有更好的阻抗匹配特性，同时有助于电磁波进入蜂窝内部进行多次震荡和吸收，可以实现吸收频带的拓宽；克服了传统蜂窝采用整体浸渍不能有效提升阻抗匹配特性，进而导致吸波能力受限的问题。本发明的蜂窝吸波结构具有优异耐高温性能和宽频吸波性能，可长时间耐受350℃的高温环境，并在高温下保持优异的吸波性能。

28、本发明从组成蜂窝吸波结构的各层吸波材料出发通过对各层吸波材料的中吸波剂的含量、吸波材料的厚度及层数进行设计，可以实现多维度调控，提升蜂窝吸波结构的阻抗匹配特性和吸波性能，为目标低散射特征控制提供支撑。

技术特征：

1.一种蜂窝吸波结构，其特征在于，所述蜂窝吸波结构由包括多层吸波材料的吸波结构制得；多层所述吸波材料中吸波剂含量呈梯度变化；所述吸波材料包括至少一层吸波基材；所述吸波基材由纤维布浸渍吸波浆料后经固化制得。

2.根据权利要求1所述的蜂窝吸波结构，其特征在于，所述吸波浆料包含树脂、吸波剂、溶剂和助剂；

3.根据权利要求2所述的蜂窝吸波结构，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂、炭黑、溶剂和助剂的质量比为100:4～25:200～400:6～10；

4.根据权利要求1所述的蜂窝吸波结构，其特征在于，相邻所述吸波基材之间通过节点胶进行复合，第n层吸波基材和第n+1层吸波基材之间的第一节点胶位置与第n+1层吸波基材和第n+2层吸波基材之间第二节点胶位置相互错开，且交替排列；优选的是，所述节点胶为聚酰亚胺节点胶。

5.根据权利要求4所述的蜂窝吸波结构，其特征在于，所述节点胶的宽度为2～4mm；

6.一种权利要求1-5任一项所述的蜂窝吸波结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述拉伸处理为采用四角定位法对所述吸波结构进行拉伸，形成蜂窝孔结构。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述增强处理为将拉伸处理后的吸波结构浸渍增强树脂浆料，经第二固化，得到蜂窝吸波结构。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述增强树脂浆料包含聚酰亚胺树脂、溶剂和助剂；优选的是，所述聚酰亚胺树脂、溶剂和助剂的质量比为100:200～400:6～10。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一固化为以2℃/min的速率升温至150℃，加压1.0mpa，然后升温至371℃，保温2.5h，最后自然降温至40℃以下；和/或

技术总结
本发明提供了一种蜂窝吸波结构及其制备方法，属于吸波材料技术领域，该蜂窝吸波结构由包括多层吸波材料的吸波结构制得；多层所述吸波材料中吸波剂含量呈梯度变化；所述吸波材料包括至少一层吸波基材；所述吸波基材由纤维布浸渍吸波浆料后经固化制得。本发明的蜂窝吸波结构具有优异的耐高温性能和宽频吸波性能。

技术研发人员：张久霖,曲宏娇,郭昊天,贺军哲,孙新,于海涛,蒋媛媛,郑语童
受保护的技术使用者：北京环境特性研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17