一种吸波织物的制作方法

本发明中的一种吸波织物属于功能材料领域。

背景技术：

随着电子侦察技术的发展，为了提高战场生存能力，武器装备的隐身性能变得非常重要。隐身技术分为外形隐身和材料隐身两个方面。材料隐身就是指在军事目标上大量使用吸波材料来衰减入射雷达波。吸波材料技术是有效对付雷达侦察与探测的重要途径，也一直是各军事大国争相研究的重点技术。

将吸波材料与织物结合制成吸波织物，用于制作帐篷、遮蔽布等是一种良好的隐身方法。传统吸波织物中的吸波剂一般采用不锈钢纤维、改性碳纤维和金属化纤维等导电纤维，存在反射率高、重量高和耐候性差等缺点。此外，传统吸波材料的吸波性能一般是不可调谐的，即吸收频率等参数是固定的，当对方雷达更改电磁波的频率时，隐身效果将降低甚至失效。

可以根据外界电磁环境变化调整材料自身性能的“智能”隐身材料成为未来的研发趋势，即通过某种方式灵活地改变吸波材料的谐振频率点或能量吸收率，实现其吸波性能可调谐化，无疑将具有重要的军事意义。

技术实现要素：

本发明的目的是为了开发一种可以利用外场对材料吸波性能进行调谐的智能吸波织物，该吸波织物中含有玻璃包非晶纤维。

本发明中提出的智能吸波织物的技术特征和方案如下：

本发明中的智能吸波织物是一种复合材料，由基体材料和吸波剂组成。

本发明中的吸波剂中含有玻璃包非晶纤维，该纤维是一种由非晶内芯和玻璃外层组成的复合纤维。

本发明中的玻璃包非晶纤维由泰勒纺丝法制备，通过熔化后拉拔的方式，拉拔出复合纤维；再经过快速凝固，使得熔化的合金形成非晶。

本发明中的玻璃包非晶纤维的尺寸范围是：长度为1-50毫米；非晶内芯直径1-30微米；玻璃外层厚度1-15微米。

本发明中的非晶内芯的成分含有Co，Fe，Mn，Ni中的一种或多种元素；含有Si，B，C中的一种或多种元素；可能添加稀土或过渡族金属等。

本发明中玻璃包非晶纤维的质量百分比为0.01％-30％。

本发明中的玻璃包非晶纤维在智能吸波织物中充当电磁波的反射基子，其磁性能对智能 吸波材料的介电常数和磁导率产生影响；在受到外加磁场或外加应力的情况下，纤维内部的磁畴结构会发生变化，改变了纤维的磁性能；智能吸波织物的介电常数和磁导率也随之改变；从而最终使得材料的整体吸波性能产生变化。

本发明中智能吸波织物的介电常数和磁导率决定了其谐振频率点和能量吸收率。

本发明中的智能吸波材料的谐振频率点和能量吸收率可以通过外加磁场或外加应力进行调谐。

附图说明

图1：玻璃包非晶纤维电镜照片

图2：智能吸波织物的吸波性能随外加磁场的变化示意图。

具体实施方式

本发明中首先按照所需成分制备母合金棒，并选取与之匹配的玻璃管，母合金的熔点和玻璃管的软化温度的差值高于50℃并低于500℃。

本发明中玻璃包非晶纤维采用泰勒纺丝法制备，具体如下：

1、将母合金棒插入玻璃管底部；

2、采用高频感应炉熔化母合金棒底部；

3、利用熔化的母合金将玻璃管软化；

4、采用拉拔方式将丝拔出；

5、通过快速凝固的方式使得处于熔融状态的母合金冷却，形成非晶态合金。

6、将丝材卷绕在收丝辊上，丝材的卷取速度保持线速度恒定，线速度范围10-100米/分钟；

7、通过调节给料速度、温度等参数，保持拉拔过程的稳定，实现丝的连续化制备。

采用上述方式制备出连续的玻璃包非晶丝，再将连续丝剪切成所需长度的玻璃包非晶纤维。

本发明中玻璃包非晶纤维的示意图如图1所示，1为玻璃包非晶纤维；11为玻璃包非晶纤维的非晶内芯；12为玻璃包非晶纤维的玻璃外壳。

本发明中将玻璃包非晶纤维作为吸波剂按照所需比例混入基体材料，制成毡布。

本发明通过上述实施方式制备出吸波性能可调谐的智能吸波材料。

实施例1：

本发明中首先制备Co基母合金棒，熔点1025℃直径7mm；选择工作温度为825℃的玻璃管，外径12mm，壁厚1mm。

本发明中玻璃包非晶纤维采用泰勒纺丝法制备，具体如下：

1、将母合金棒插入玻璃管底部；

2、采用高频感应炉熔化母合金，并加热到1200℃；

3、利用熔化的母合金将玻璃管软化；

4、采用拉拔方式将丝拔出；

5、通过冷却水，将使得处于熔融状态的母合金冷却，形成非晶态合金；

6、卷绕在收丝辊上，收丝速度30米/分钟；

7、通过调节给料速度、温度等参数，保持拉拔过程的稳定，实现丝的连续化制备。

采用上述方式制备出连续的玻璃包非晶丝，非晶内芯直径15±2微米；玻璃外层厚度5±1微米。

再将连续丝剪切成长度为5毫米的玻璃包非晶纤维。

本发明中将玻璃包非晶纤维作为吸波剂按照15％的质量百分比混入基体材料，制成毡布。

本发明通过上述实施例制备出吸波性能可调谐的智能吸波织物，其在磁场下的吸波性能如图2所示。

实施例2：

本发明中首先制备Fe基母合金棒，熔点1025℃直径7mm；选择工作温度为825℃的玻璃管，外径12mm，壁厚1mm。

本发明中玻璃包非晶纤维采用泰勒纺丝法制备，具体如下：

1、将母合金棒插入玻璃管底部；

2、采用高频感应炉熔化母合金，并加热到1200℃；

3、利用熔化的母合金将玻璃管软化；

4、采用拉拔方式将丝拔出；

5、通过冷却水，将使得处于熔融状态的母合金冷却，形成非晶态合金；

6、卷绕在收丝辊上，收丝速度30米/分钟；

7、通过调节给料速度、温度等参数，保持拉拔过程的稳定，实现丝的连续化制备。

采用上述方式制备出连续的玻璃包非晶丝，非晶内芯直径15±2微米；玻璃外层厚度5±1微米。

再将连续丝剪切成长度为5毫米的玻璃包非晶纤维。

本发明中将玻璃包非晶纤维作为吸波剂按照15％的质量百分比混入基体材料，制成毡布。

本发明通过上述实施例制备出吸波性能可调谐的智能吸波织物。

实施例3：

本发明中首先制备Ni基母合金棒，熔点1025℃直径7mm；选择工作温度为825℃的玻璃管，外径12mm，壁厚1mm。

本发明中玻璃包非晶纤维采用泰勒纺丝法制备，具体如下：

1、将母合金棒插入玻璃管底部；

2、采用高频感应炉熔化母合金，并加热到1200℃；

3、利用熔化的母合金将玻璃管软化；

4、采用拉拔方式将丝拔出；

5、通过冷却水，将使得处于熔融状态的母合金冷却，形成非晶态合金；

6、卷绕在收丝辊上，收丝速度30米/分钟；

7、通过调节给料速度、温度等参数，保持拉拔过程的稳定，实现丝的连续化制备。

采用上述方式制备出连续的玻璃包非晶丝，非晶内芯直径15±2微米；玻璃外层厚度5±1微米。

再将连续丝剪切成长度为5毫米的玻璃包非晶纤维。

本发明中将玻璃包非晶纤维作为吸波剂按照15％的质量百分比混入基体材料，制成毡布。

本发明通过上述实施例制备出吸波性能可调谐的智能吸波织物。

实施例4：

本发明中首先制备Co基母合金棒，熔点1025℃直径7mm；选择工作温度为825℃的玻璃管，外径12mm，壁厚1mm。

本发明中玻璃包非晶纤维采用泰勒纺丝法制备，具体如下：

1、将母合金棒插入玻璃管底部；

2、采用高频感应炉熔化母合金，并加热到1200℃；

3、利用熔化的母合金将玻璃管软化；

4、采用拉拔方式将丝拔出；

5、通过冷却水，将使得处于熔融状态的母合金冷却，形成非晶态合金；

6、卷绕在收丝辊上，收丝速度60米/分钟；

7、通过调节给料速度、温度等参数，保持拉拔过程的稳定，实现丝的连续化制备。

采用上述方式制备出连续的玻璃包非晶丝，非晶内芯直径10±2微米；玻璃外层厚度3±1微米。

再将连续丝剪切成长度为5毫米的玻璃包非晶纤维。

本发明中将玻璃包非晶纤维作为吸波剂按照15％的质量百分比混入基体材料，制成毡布。

本发明通过上述实施例制备出吸波性能可调谐的智能吸波织物。

实施例5：

本发明中首先制备Co基母合金棒，熔点1025℃直径7mm；选择工作温度为825℃的玻璃管，外径12mm，壁厚1mm。

本发明中玻璃包非晶纤维采用泰勒纺丝法制备，具体如下：

1、将母合金棒插入玻璃管底部；

2、采用高频感应炉熔化母合金，并加热到1200℃；

3、利用熔化的母合金将玻璃管软化；

4、采用拉拔方式将丝拔出；

5、通过冷却水，将使得处于熔融状态的母合金冷却，形成非晶态合金；

6、卷绕在收丝辊上，收丝速度30米/分钟；

7、通过调节给料速度、温度等参数，保持拉拔过程的稳定，实现丝的连续化制备。

采用上述方式制备出连续的玻璃包非晶丝，非晶内芯直径15±2微米；玻璃外层厚度5±1微米。

再将连续丝剪切成长度为5毫米的玻璃包非晶纤维。

本发明中将玻璃包非晶纤维作为吸波剂按照5％的质量百分比混入基体材料，制成毡布。

本发明通过上述实施例制备出吸波性能可调谐的智能吸波织物。

实施例6：

本发明中首先制备Co基母合金棒，熔点1025℃直径7mm；选择工作温度为825℃的玻璃管，外径12mm，壁厚1mm。

本发明中玻璃包非晶纤维采用泰勒纺丝法制备，具体如下：

1、将母合金棒插入玻璃管底部；

2、采用高频感应炉熔化母合金，并加热到1200℃；

3、利用熔化的母合金将玻璃管软化；

4、采用拉拔方式将丝拔出；

5、通过冷却水，将使得处于熔融状态的母合金冷却，形成非晶态合金；

6、卷绕在收丝辊上，收丝速度30米/分钟；

7、通过调节给料速度、温度等参数，保持拉拔过程的稳定，实现丝的连续化制备。

采用上述方式制备出连续的玻璃包非晶丝，非晶内芯直径15±2微米；玻璃外层厚度5±1微米。

再将连续丝剪切成长度为2毫米的玻璃包非晶纤维。

本发明中将玻璃包非晶纤维作为吸波剂按照15％的质量百分比混入基体材料，制成毡布。

本发明通过上述实施例制备出吸波性能可调谐的智能吸波织物。