陶瓷基A型夹层透波天线罩的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷基A型夹层透波天线罩的制备方法，包括如下步骤：1)将石英纤维布、反渗透膜、针刺织物、反渗透膜、石英纤维布依次铺叠，通过缝合方式制备天线罩预制体；2)将正硅酸乙酯、HCl、乙醇、甲酰胺配制成混合溶液；3)将天线罩预制体在真空下，放入混合溶液中进行浸渍，烘干得天线罩坯料；4)将天线罩坯料在真空下放入硅溶胶中反复进行浸渍、烘干至天线罩坯料密度达到1.4～1.7g/cm3，高温通氧处理；5)机加至产品尺寸。本发明专利技术制备的天线罩预制体中，由于添加有两层反渗透膜，可以有效阻止硅溶胶内的二氧化硅颗粒进入中间层，从而实现密度梯度，形成A型夹层结构；透波率达到70％以上频段宽度不小于4GHz。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷基A型夹层透波天线罩的制备方法
本专利技术属于石英复合陶瓷
，具体涉及一种陶瓷基A型夹层透波天线罩的制备方法。
技术介绍
天线罩作为保护导弹导引头天线的重要部件，起到透波、承载、防隔热的作用。根据天线罩壁结构，天线罩可分为实心半波壁，A型夹层，B型夹层，C型夹层结构。随着导弹速度的不断提高，天线罩表面温度逐渐升高，其制备材料也相应地由树脂基复合材料向陶瓷基复合材料过渡。石英复合陶瓷材料以其低介电、耐烧蚀、高温强度高的优点，成为当前高速度导弹天线罩制备的首选材料目前，石英复合陶瓷天线罩采用的制备工艺为溶胶-凝胶法，无法实现密度梯度结构，因此，多为实心半波壁结构，其透波率大于70％的带宽小于2GHz，无法满足武器型号发展对宽频透波天线罩的需求，因此，需寻求一种能够实现宽频透波的天线罩制备方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种陶瓷基A型夹层透波天线罩的制备方法，该方法制备的天线罩在保证强度及耐高温烧蚀性能前提下，能够提供不小于4GHz的透波频段，实现宽频透波。为实现上述目的，本专利技术所提供的制备方法，包括如下步骤：1)将2.5D石英纤维布、反渗透膜、针刺织物、反渗透膜、2.5D石英纤维布依次铺叠，通过缝合方式制备天线罩预制体。2)将正硅酸乙酯(TEOS)、HCl、乙醇、甲酰胺配制成混合溶液。3)将步骤1)制备的天线罩预制体在真空下，放入步骤2)配制的混合溶液中进行浸渍，浸渍完成后放入烘箱中烘干，制得天线罩坯料。4)将步骤3)制得的天线罩坯料，在真空下，放入硅溶胶中进行浸渍，浸渍完成后放入烘箱中烘干。5)重复步骤4)至天线罩坯料密度达到1.4～1.7g/cm3，高温通氧处理。6)将经过步骤5)处理的天线罩坯料，机械加工至天线罩要求尺寸，完成天线罩制备。进一步地，所述步骤1)中，2.5D石英纤维布、针刺织物纤维体积含量分别为45％～55％，20％～30％，厚度分别为2～4mm及16～18mm，缝合纱线为石英纤维纱，缝合间距2～4mm/针。进一步地，所述反渗透膜为芳香族聚酰胺复合膜。进一步地，所述步骤2)中，正硅酸乙酯(TEOS)，HCl，乙醇，甲酰胺按质量分别为2～4份，30～40份，40～50份，2～5份。进一步地，所述步骤3)中，浸渍真空度为-0.06～-0.09MPa，浸渍时间为3～5h，烘干温度为70～90℃，时间为5～8h。进一步地，所述步骤4)中，硅溶胶金属离子含量小于6ppm，粒径30～80nm，浸渍真空度为-0.08～-0.09MPa，浸渍时间为7～10h，烘干温度为80～120℃，时间为8～12h。进一步地，所述步骤5)中，高温处理温度为700℃～900℃，时间3～5h，通入氧气流量为50～100L/h。本专利技术具有如下几方面的优点：1)本专利技术制备的天线罩预制体中，由于添加有两层反渗透膜，可以有效阻止硅溶胶内的二氧化硅颗粒进入中间层，从而实现密度梯度，形成A型夹层结构。2)本专利技术通过A型夹层结构石英陶瓷复合材料制备，一方面有效降低了材料的导热系数，实现了天线罩防隔热一体化制备，另一方面实现了透波率达到70％以上频段宽度不小于4GHz。附图说明图1为实心半波壁结构示意图。图2为A型夹层结构示意图。图3为B型夹层结构示意图。图4为C型夹层结构示意图。图5为本专利技术的天线罩透波率与频率的关系图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。图1至图4分别为实心半波壁结构示意图、A型夹层结构示意图、B型夹层结构示意图和C型夹层结构示意图。本专利技术制备的天线罩是图2结构所示的A型夹层结构。本专利技术的天线罩制备方法包括如下步骤：1)将2mm的2.5D石英纤维布、0.1mm的反渗透膜、18mm的针刺织物、0.1mm的反渗透膜、2mm的2.5D石英纤维布依次铺叠于天线罩仿形芯模上，通过缝合方式制备天线罩预制体。所述2.5D石英纤维布的纤维体积含量为50％，织物的纤维体积含量为25％，缝合纱线为石英纤维纱，缝合间距2～4mm/针。本专利技术实施例中采用的反渗透采用的是芳香族聚酰胺复合膜，但本领域的技术人员都知道，其他高分子材料的反渗透膜都能解决本专利技术的技术问题。2)按质量分别为2份，300份，40份，2份，将正硅酸乙酯(TEOS)，HCL，乙醇，甲酰胺配制成混合溶液。3)将天线罩预制体在-0.09MPa真空下，使用步骤2)配制的混合溶液浸渍4h，完成后放入烘箱升温至80℃，烘烤5h，制得天线罩坯料。4)将天线罩坯料在-0.09MPa真空下，使用金属离子含量小于6ppm，粒径为50nm的硅溶胶浸渍浸渍8h，完成后放入烘箱升温至100℃，烘烤10h。5)重复步骤4)至密度达到1.6g/cm3，放入马弗炉中，升温至800℃，保温6h，保温阶段通入氧气，流量为60L/h。6)通过机械加工至天线罩要求尺寸，加工完成天线罩制备。图5是透波率与频率的关系图。从图5中可以看出，本专利技术的天线罩在3～7GHZ频率段，透波率高于70％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷基A型夹层透波天线罩的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)将2.5D石英纤维布、反渗透膜、针刺织物、反渗透膜、2.5D石英纤维布依次铺叠，通过缝合方式制备天线罩预制体；2)将正硅酸乙酯(TEOS)、HCl、乙醇、甲酰胺配制成混合溶液；3)将步骤1)制备的天线罩预制体在真空下，放入步骤2)配制的混合溶液中进行浸渍，浸渍完成后放入烘箱中烘干，制得天线罩坯料；4)将步骤3)制得的天线罩坯料，在真空下，放入硅溶胶中进行浸渍，浸渍完成后放入烘箱中烘干；5)重复步骤4)至天线罩坯料密度达到1.4～1.7g/cm3，高温通氧处理；6)将经过步骤5)处理的天线罩坯料，机械加工至天线罩要求尺寸，完成天线罩制备。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基A型夹层透波天线罩的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)将2.5D石英纤维布、反渗透膜、针刺织物、反渗透膜、2.5D石英纤维布依次铺叠，通过缝合方式制备天线罩预制体；2)将正硅酸乙酯(TEOS)、HCl、乙醇、甲酰胺配制成混合溶液；3)将步骤1)制备的天线罩预制体在真空下，放入步骤2)配制的混合溶液中进行浸渍，浸渍完成后放入烘箱中烘干，制得天线罩坯料；4)将步骤3)制得的天线罩坯料，在真空下，放入硅溶胶中进行浸渍，浸渍完成后放入烘箱中烘干；5)重复步骤4)至天线罩坯料密度达到1.4～1.7g/cm3，高温通氧处理；6)将经过步骤5)处理的天线罩坯料，机械加工至天线罩要求尺寸，完成天线罩制备。2.根据权利要求1所述的陶瓷基A型夹层透波天线罩的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，2.5D石英纤维布、针刺织物纤维体积含量分别为45％～55％，20％～30％，厚度分别为2～4mm及16～18mm，缝合纱线为石英纤维纱，缝合间距2～4mm/针。3.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海昆，李瑞杰，吴广力，王芬，王宇峰，
申请(专利权)人：湖北三江航天江北机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42