一种防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料制备方法技术

一种防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料制备方法，步骤为：配置磷酸铝溶液：将铝盐引入到磷酸水溶液中，设置水浴温度为60～100℃，获得透明磷酸二氢铝水溶液；配置含一种或两种氮化硅、氮化硼、氧化铝或氧化硅的陶瓷料浆，以乙醇或甲醇为溶剂，以含氟硅烷为分散剂；将获得的磷酸二氢铝水溶液加入到陶瓷料浆中，继续球磨得到陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆，采用振动成型，使获得的陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆充分浸渍石英纤维布，将得到的纤维布逐层叠放，并采用模压成型，其中模压压力为2～10MPa，获得复合材料浸渍料；将复合材料浸渍料置于干燥箱中进行固化处理，固化温度80～200℃、固化时间12～72h，得到防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料制备方法，属于陶瓷复合材料制备方法

技术介绍
磷酸盐聚合物材料具有制备温度低、类似树脂液体的流变学行为，同时低密度(1.8～2.8g/cm3)、较高的机械强度、极低的热膨胀系数(2～6×10～6/K)、较高的耐热温度以及良好的结构可设计性和高温抗氧化等特点，可满足多种特殊功能的要求，广泛应用于各种火箭、导弹等航天飞行器天线罩，也是制备高性能纤维复合材料(FRP)较理想的基体材料。例如所研制的石英纤维增强磷酸铬铝复合材料固化成型温度为170℃，使用温度为1200℃，弯曲强度可达120MPa，可用作导弹天线罩；最新开发的高温无定型的磷酸铝材料(CerablakTM)，其密度低(2.1g/cm3)、热导率低(1～1.5W/mK)、使用温度高达1400℃，满足下一代高超音速飞行器的需求；所研制的碳化硅纤维增强磷酸铝复合材料，在X波段可实现高效吸波效果，同时密度低，密度仅为1.83～2.05g/cm3、弯曲强度高达271MPa。由此可见，磷酸盐聚合物为制备低密度、耐腐蚀、高性能的纤维复合材料提供了一条新途径。磷酸盐聚合物复合材料应用过程中遇到的最大问题为其介电常数高、且高吸潮特性，这严重影响复合材料的存放周期以及服役稳定性，需要对其进行低介电和防潮处理。然而，由于该系材料的应用敏感性和保密性较高，相关处理技术并未有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即磷酸盐聚合物复合材料应用过程中遇到的最大问题为其介电常数高、且高吸潮特性，这严重影响复合材料的存放周期以及服役稳定性，需要对其进行低介电和防潮处理。进而提供一种防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料制备方法，其步骤为：步骤1、配置磷酸铝溶液：将铝盐引入到磷酸水溶液中，设置水浴温度为60～100℃，促进铝盐的溶解，并获得透明磷酸二氢铝水溶液，磷酸二氢铝水溶液中，磷酸二氢铝的质量分数为40～80wt.％；步骤2、配置含一种或两种氮化硅、氮化硼、氧化铝或氧化硅的陶瓷颗粒料浆，以乙醇或甲醇为溶剂，以含氟硅烷为分散剂；其中含氟硅烷为PFTS(C8F13H4SiCl3)、PFOTES(C14H19F13O3Si)、FAS(C8F13H4Si(OCH2CH3)3)或PTES(C14H19F15O3Si2)其中的一种或者几种的混合，陶瓷颗粒料浆中氟硅烷的含量为0.1～20wt.％；步骤3、将步骤1获得的磷酸二氢铝水溶液加入到步骤2中获得的陶瓷颗粒料浆中，继续球磨得到陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆，所述陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆中，磷酸铝的质量分数为20～40wt％，陶瓷颗粒含量为20～50wt％；步骤4、采用振动成型，使步骤3获得的陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆充分浸渍石英纤维布，其中振动振幅2～5mm、频率5～100Hz、振动时间1～10min；步骤5、将步骤4得到的纤维布逐层叠放，并采用模压成型，其中模压压力为2～10MPa，获得复合材料浸渍料；步骤6、将步骤5得到的复合材料浸渍料置于干燥箱中进行固化处理，固化温度80～200℃、固化时间12～72h，得到防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料。所述铝盐为氢氧化铝、硝酸铝。所述步骤1中，水浴温度为85℃。所述步骤4中，振动振幅3mm、频率56Hz、振动时间5min。所述步骤5中，模压压力为4MPa。所述步骤6中，固化温度120℃、固化时间36h。经测试可知，经上述步骤所获得的磷酸盐陶瓷复合材料介电常数为2～5、与水的接触角＞140°，即获得了防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料。本专利技术的方法解决了磷酸盐聚合物材料应用过程中高吸潮特性的问题，延长了磷酸盐复合材料的存放周期，增强了磷酸盐复合材料的服役稳定性，具有方法简单、成本低、防潮效果好、适用性广泛的优点，可大规模进行工业化生产，可用于航空、航天和国防等领域。具体实施方式下面将对本专利技术做进一步的详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。本实施例所涉及的防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料制备方法，由以下步骤实现：步骤1、配置磷酸铝溶液：将氢氧化铝溶解到磷酸水溶液中，设置水浴环境为70℃，获得透明磷酸二氢铝水溶液，磷酸二氢铝质量分数为50wt.％；步骤2、配置氮化硼陶瓷料浆，以乙醇为溶剂、以PFOTES为分散剂。其中PFOTES含量为5wt.％；步骤3、将步骤1获得的磷酸铝溶液加入到步骤2中获得的陶瓷料浆中，继续球磨得到陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆，其中磷酸铝的质量分数为30wt％，陶瓷颗粒含量为40wt％；步骤4、采用振动成型，使步骤3获得的复合陶瓷料浆充分浸渍石英纤维布，其中振动振幅2mm、频率15Hz、振动时间2min；步骤5、将步骤4得到的纤维布逐层叠放，并采用模压成型，其中模压压力为5MPa，获得复合材料浸渍料；步骤6、将步骤5得到的复合材料浸渍料置于干燥箱中进行固化处理，固化温度120℃、固化时间12h；经测试可知经上述步骤所获得的复合材料介电常数为2.8、与水的接触角≈140°，即获得防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本专利技术整体构思下的不同实现方式，而且本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料制备方法，其特征在于，步骤1、配置磷酸铝溶液：将铝盐引入到磷酸水溶液中，设置水浴温度为60～100℃，促进铝盐的溶解，并获得透明磷酸二氢铝水溶液，磷酸二氢铝水溶液中，磷酸二氢铝的质量分数为40～80wt.％；步骤2、配置含一种或两种氮化硅、氮化硼、氧化铝或氧化硅的陶瓷颗粒料浆，以乙醇或甲醇为溶剂，以含氟硅烷为分散剂；其中含氟硅烷为PFTS(C8F13H4SiCl3)、PFOTES(C14H19F13O3Si)、FAS(C8F13H4Si(OCH2CH3)3)或PTES(C14H19F15O3Si2)其中的一种或者几种的混合，陶瓷颗粒料浆中氟硅烷的含量为0.1～20wt.％；步骤3、将步骤1获得的磷酸二氢铝水溶液加入到步骤2中获得的陶瓷颗粒料浆中，继续球磨得到陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆，所述陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆中，磷酸铝的质量分数为20～40wt％，陶瓷颗粒含量为20～50wt％；步骤4、采用振动成型，使步骤3获得的陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆充分浸渍石英纤维布，其中振动振幅2～5mm、频率5～100Hz、振动时间1～10min；步骤5、将步骤4得到的纤维布逐层叠放，并采用模压成型，其中模压压力为2～10MPa，获得复合材料浸渍料；步骤6、将步骤5得到的复合材料浸渍料置于干燥箱中进行固化处理，固化温度80～200℃、固化时间12～72h，得到防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种防潮透波石英纤维/磷酸盐陶瓷复合材料制备方法，其特征在于，步骤1、配置磷酸铝溶液：将铝盐引入到磷酸水溶液中，设置水浴温度为60～100℃，促进铝盐的溶解，并获得透明磷酸二氢铝水溶液，磷酸二氢铝水溶液中，磷酸二氢铝的质量分数为40～80wt.％；步骤2、配置含一种或两种氮化硅、氮化硼、氧化铝或氧化硅的陶瓷颗粒料浆，以乙醇或甲醇为溶剂，以含氟硅烷为分散剂；其中含氟硅烷为PFTS(C8F13H4SiCl3)、PFOTES(C14H19F13O3Si)、FAS(C8F13H4Si(OCH2CH3)3)或PTES(C14H19F15O3Si2)其中的一种或者几种的混合，陶瓷颗粒料浆中氟硅烷的含量为0.1～20wt.％；步骤3、将步骤1获得的磷酸二氢铝水溶液加入到步骤2中获得的陶瓷颗粒料浆中，继续球磨得到陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆，所述陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆中，磷酸铝的质量分数为20～40wt％，陶瓷颗粒含量为20～50wt％；步骤4、采用振动成型，使步骤3获得的陶瓷颗粒/磷酸铝复合陶瓷料浆充分浸渍石英纤维布，其中振...

【专利技术属性】
技术研发人员：何培刚，苑景坤，贾德昌，王加涛，刘旭钊，张尧，杨治华，王胜金，段小明，周玉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23