一种轻质蜂窝吸波材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种轻质蜂窝吸波材料及其制备方法，该蜂窝吸波材料通过将掺杂有碳纤维的基材加工为蜂窝芯结构后浸胶成型得到，所述基材包括芳纶纸或牛皮纸。制备方法包括：步骤1，使用掺杂有碳纤维的基材进行蜂窝芯的制备，蜂窝芯直接使用或进行后续加工；步骤2，对蜂窝芯浸胶定型；步骤3，将浸胶定型后的蜂窝芯烘干处理，得到蜂窝吸波材料。本发明专利技术的蜂窝吸波材料，以含有碳纤维的纸作为原材料，通过制备蜂窝，可以实现良好的吸波性能；该发明专利技术具有吸波性能优良、耐环境性良好、质量轻以及可柔性可定型等优点，可用于某些装备的隐身设计。可用于某些装备的隐身设计。可用于某些装备的隐身设计。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质蜂窝吸波材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于蜂窝材料制备及隐身材料
，特别涉及一种轻质蜂窝吸波材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]蜂窝吸波材料具有密度小、大吸收、吸收频带宽及吸波性能可设计性强的特点，同时具有良好的力学性能，可以作为结构件，实现结构吸波一体化，满足工程伪装中工期短、重量轻，伪装效果好的要求。
[0003]由于国内生产的蜂窝吸波材料均为浸渍型，各单位生产的吸波蜂窝芯均是先制备蜂窝芯，然后在蜂窝芯表面浸渍吸波涂料制备吸波蜂窝芯；或以蜂窝芯作为匹配层来调节反射率曲线中吸收峰的位置和大小，该方式主要靠蒙皮材料中添加的吸收剂来吸收，是一种混杂结构的吸波材料。以上蜂窝吸波材料的制备方式均会造成材料密度偏大，低频性能难以提高，不利于目前导弹武器对伪装材料轻质化的要求，同时也存在生产工艺繁杂，成本高及制备过程中污染环境等不足。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供了一种轻质蜂窝吸波材料及其制备方法，采用碳纤维掺杂纸进行蜂窝制备，制备得到的蜂窝可以依次进行环氧胶浸渍、烘干等过程，最后得到形状固定的蜂窝吸波材料。本专利技术的蜂窝吸波材料，以含有碳纤维的纸作为原材料，通过制备蜂窝，可以实现良好的吸波性能；该专利技术具有吸波性能优良、可调节性强、耐环境性良好、质量轻以及可柔性可定型等优点，可以用于某些装备的隐身设计，从而完成本专利技术。
[0005]本专利技术提供了的技术方案如下：
[0006]第一方面，一种轻质蜂窝吸波材料及其制备方法，该蜂窝吸波材料通过将掺杂有碳纤维的基材加工为蜂窝芯结构后浸胶成型得到，所述基材包括芳纶纸或牛皮纸，蜂窝芯的孔径边长1～10mm，优选为2～5mm。
[0007]进一步地，所述蜂窝吸波材料通过将掺杂有碳纤维的基材加工为蜂窝芯结构得到，无需经过浸胶成型。
[0008]进一步地，所述碳纤维为易于水性分散的短切碳纤维，碳纤维的长度为1～10mm，优选为2～5mm；碳纤维的质量占基材总质量的0.01％～15％，优选为0.01％～10％。
[0009]进一步地，所述蜂窝吸波材料在高度≤15mm时，其吸波性能为：2-4GHz：≤-5dB；8-12GH：≤-10dB；12-18GHz：≤-8dB。
[0010]进一步地，所述蜂窝吸波材料为单层或多层蜂窝吸波材料，其中，多层蜂窝吸波材料在T方向上的吸波性能在设定波段可以呈现单一增强，通过在T方向上将蜂窝芯按照吸波性能渐变的方式堆叠后整体成型制备得到。
[0011]第二方面，一种轻质蜂窝吸波材料及其制备方法，用于制备上述第一方面所述的
蜂窝吸波材料，包括以下步骤：
[0012]步骤1，使用掺杂有碳纤维的基材进行蜂窝芯的制备，蜂窝芯直接使用或进行后续加工；
[0013]步骤2，对蜂窝芯浸胶定型；
[0014]步骤3，将浸胶定型后的蜂窝芯烘干处理，得到蜂窝吸波材料。
[0015]进一步地，该制备方法还包括以下步骤：
[0016]步骤4，对步骤1或步骤3得到的蜂窝吸波材料进行吸波性能测试，包括雷达波反射率测试、透过率测试或电磁参数测试中的任意一种或多种；
[0017]步骤5，根据蜂窝吸波性能的不同对蜂窝芯进行T方向上的堆叠，再进行多层整体成型得到蜂窝吸波材料
[0018]根据本专利技术提供的一种轻质蜂窝吸波材料及其制备方法，具有以下有益效果：
[0019](1)蜂窝芯本身不具有吸波性能，一般通过浸渍吸波涂料后才具有吸波效果。蜂窝芯吸波材料的吸波效果主要在于电磁波在蜂窝孔结构间的相互反射，并在蜂窝壁上实现电磁波的衰减，最终实现蜂窝芯吸波材料对电磁波的吸收。相比于将吸波涂料浸渍于蜂窝芯壁上，本专利技术直接采用含有介电型吸收的短切碳纤维的纸作为蜂窝芯制备的原材料。这样对于吸波蜂窝芯的制备便减少了吸波涂料的浸渍以及烘干等过程，大大缩短了生产周期，简化生产工艺，降低了蜂窝芯质量；
[0020](2)本专利技术中，蜂窝芯未浸胶定形前由于蜂窝壁中碳纤维的存在，其仍具有吸波性能，且具有一定的柔性，故而可用于对材料力学性能要求不大，可伸展弯曲等场合；同时柔性的蜂窝芯也利于异形结构件吸波产品的生产加工；
[0021](3)吸波蜂窝芯的主要性能在于其中碳纤维的长度及含量，碳纤维的长短及含量会改变蜂窝芯固有的电磁参数，从而导致蜂窝芯吸波性能的差异，如吸收峰不同频段强度等，本专利技术对碳纤维的长度及含量进行了大量摸索，确定了特定的范围，使得在2～18GHz范围内有较好的吸波效果；
[0022](4)本专利技术中轻质蜂窝吸波材料的制备方法操作简单、步骤标准，利于推广使用。
附图说明
[0023]图1为实施例1选用的碳纤维掺杂芳纶纸的雷达波透过率曲线图；
[0024]图2为实施例1制备的蜂窝吸波材料的雷达波透过率曲线图；
[0025]图3为实施例1制备的蜂窝吸波材料的电磁参数曲线图；
[0026]图4为实施例1制备的蜂窝吸波材料的雷达波吸波性能曲线图；
[0027]图5为实施例2选用的碳纤维掺杂芳纶纸的雷达波透过率曲线图；
[0028]图6为实施例2制备的蜂窝吸波材料的雷达波透过率曲线图；
[0029]图7为实施例2制备的蜂窝吸波材料的电磁参数曲线图；
[0030]图8为实施例2制备的蜂窝吸波材料的雷达波吸波性能曲线图；
[0031]图9为实施例3制备的蜂窝吸波材料的透过率曲线图；
[0032]图10为实施例3制备的蜂窝吸波材料的雷达波吸波性能曲线图；
[0033]图11为实施例4制备的蜂窝吸波材料的雷达波吸波性能曲线图；
[0034]图12为实施例4制备的蜂窝吸波材料的雷达波吸波性能曲线图；
[0035]图13为实施例5制备的蜂窝吸波材料的雷达波吸波性能曲线图。
具体实施方式
[0036]下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0037]根据本专利技术的第一方面，提供了一种轻质蜂窝吸波材料，其通过将掺杂有碳纤维的基材加工为蜂窝芯结构后浸胶成型得到，所述基材包括芳纶纸或牛皮纸，蜂窝芯的孔径边长1～10mm，优选为2～5mm。
[0038]在本专利技术一种优选实施方式中，该轻质蜂窝吸波材料通过将掺杂有碳纤维的基材加工为蜂窝芯结构得到，无需经过浸胶成型。
[0039]在本专利技术一种优选实施方式中，掺杂的碳纤维为易于水性分散的短切碳纤维，碳纤维的长度为1～10mm，碳纤维的质量占基材总质量的0.01％～15％。
[0040]在本专利技术进一步优选实施方式中，掺杂的碳纤维为易于水性分散的短切碳纤维，碳纤维的长度为2～5mm，碳纤维的质量占基材总质量的0.01％～10％。
[0041]本专利技术人经过研究发现，碳纤维的尺寸长利于低频吸收，但不利于在基材中的分散，制备得到的蜂窝芯吸波性能不可控，效果较差；碳纤维的尺寸短利于高频吸收，但是需要添本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质蜂窝吸波材料，其特征在于，该蜂窝吸波材料通过将掺杂有碳纤维的基材加工为蜂窝芯结构后浸胶成型得到，所述基材包括芳纶纸或牛皮纸，蜂窝芯的孔径边长1～10mm。2.根据权利要求1所述的轻质蜂窝吸波材料，其特征在于，所述蜂窝吸波材料通过将掺杂有碳纤维的基材加工为蜂窝芯结构得到，无需经过浸胶成型。3.根据权利要求1所述的轻质蜂窝吸波材料，其特征在于，所述碳纤维为易于水性分散的短切碳纤维，碳纤维的长度为1～10mm，碳纤维的质量占基材总质量的0.01％～15％。4.根据权利要求3所述的轻质蜂窝吸波材料，其特征在于，所述碳纤维为易于水性分散的短切碳纤维，碳纤维的长度为2～5mm，碳纤维的质量占基材总质量的0.01％～10％。5.根据权利要求1所述的轻质蜂窝吸波材料，其特征在于，所述蜂窝吸波材料的蜂窝芯的孔径边长为2～5mm。6.根据权利要求1所述的轻质蜂窝吸波材料，其特征在于，所述蜂窝吸波材料在高度≤15mm时，其吸波性能为：2-4GHz：≤-5dB...

【专利技术属性】
技术研发人员：高于，马觅洋，张西军，高超，贺晨，王国栋，游盾，冯小云，王秀兰，曾一兵，李颖，王爱平，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：发明
国别省市：