一种具有类角锥结构的吸波蜂窝及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有类角锥结构的吸波蜂窝及其制备方法，属于微波吸收材料技术领域，该吸波蜂窝包括阵列布置的多个类角锥状吸波结构，每个个类角锥状吸波结构由多个不同尺寸和电磁特性的吸波蜂窝片材按照由下到上的顺序从大到小堆叠粘接构成，在各个类角锥状吸波结构中间区域填充有非吸波蜂窝片材，类角锥状吸波结构和非吸波蜂窝片材共同组成平板状的整体外形。本吸波蜂窝兼具优异的吸波性能和一定的结构承载能力。本制备方法稳定，易于控制，能够制备吸波性能优异的吸波蜂窝。

【技术实现步骤摘要】
一种具有类角锥结构的吸波蜂窝及其制备方法
本专利技术涉及一种具有类角锥结构的吸波蜂窝及其制备方法，属于微波吸收材料

技术介绍
吸波蜂窝主要是通过浸渍吸收剂，在蜂窝孔壁内沉积一层吸收剂，从而获得吸波特性。将蜂窝加工成片材或角锥的形状，再浸渍吸收剂，以满足不同领域的应用需求。其中，吸波蜂窝角锥具有优异的吸波性能，广泛应用于微波暗室或暗箱。通过单一浸渍方法获得的吸波蜂窝角锥，吸收剂在蜂窝厚度方向上极易形成浓度梯度，不利于吸波性能的稳定性控制，且电性能可设计变量较少。蜂窝角锥不易加工，且角锥形式的蜂窝也不能够用于结构承载，限制了传统蜂窝角锥的应用范围和领域。例如技术专利CN206344528U公开了一种角锥蜂窝结构吸波材料，具体公开了角锥体为内外复合层结构，内层为蜂窝基体层，蜂窝基体层呈连续六边形形成的蜂窝状，蜂窝壁上有阻燃吸收剂层，角锥体的外层为聚酯面板层，基座由蜂窝基体层和其外表的蒙皮层构成。其所用的材料是经过浸渍后得到的吸波蜂窝片材，然而其不足在于，将四片吸波蜂窝片材粘接组成一个单独的角锥，最后行程的吸波角锥为四棱锥形成的阵列，该吸波蜂窝角锥不能作为结构承力构件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种吸波性能和结构承载性能优异的具有类角锥结构的吸波蜂窝以及易于控制的制备方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种具有类角锥结构的吸波蜂窝，包括阵列布置的多个类角锥状吸波结构，每个个类角锥状吸波结构由多个不同尺寸和电磁特性的吸波蜂窝片材按照由下到上的顺序从大到小堆叠粘接构成，在各个类角锥状吸波结构中间区域填充有非吸波蜂窝片材，类角锥状吸波结构和非吸波蜂窝片材共同组成平板状的整体外形。进一步地，吸波蜂窝片材的厚度为5～20mm，长宽(又称孔格尺寸)不小于3.2mm。一种具有类角锥结构的吸波蜂窝的制备方法，包括以下步骤：1)利用吸收剂浆料浸渍多个非吸波蜂窝片材，振动排除多余浆料，烘干，重复进行多次，得到不同电磁特性的吸波蜂窝片材；2)将吸波蜂窝片材和非吸波蜂窝片材裁剪成一定的尺寸和形状；3)将吸波蜂窝片材和非吸波蜂窝片材进行铺层堆叠，吸波蜂窝片材按照由下到上的顺序从大到小堆叠形成类角锥状吸波结构，非吸波蜂窝片材填充于同层的吸波蜂窝片材之间，各层吸波蜂窝片材的上下面之间、各非吸波蜂窝片材的上下面之间以及吸波蜂窝片材与非吸波蜂窝片材的侧面之间均利用胶黏剂进行粘接；4)将步骤3)得到的产品进行加压和升温固化，得到最终的具有类角锥结构的吸波蜂窝。进一步地，吸收剂浆料由粉状吸收剂、胶黏剂体系和溶剂组成，其中粉状吸收剂与胶黏剂体系的重量比为1:1～1:5。进一步地，粉状吸收剂包括导电炭黑、石墨烯、羰基铁粉、氧化金属粉中的一种或几种；胶黏剂选用丙烯酸或聚氨酯改性环氧树脂；溶剂选用等离子水。进一步地，吸收剂浆料的粘度值为10～20s。进一步地，步骤1)中吸波蜂窝片材的厚度为5～20mm，长宽(又称孔格尺寸)不小于3.2mm。进一步地，步骤1)重复次数不低于3次。进一步地，各个吸波蜂窝片材采用同一种浸渍工艺或者不同的浸渍工艺。进一步地，步骤2)中吸波蜂窝片材裁剪的尺寸为5mm×5mm～100mm×100mm。进一步地，胶黏剂选用热固性树脂。进一步地，烘干温度为80～120℃，时间为1～2h。进一步地，步骤3)中进行堆叠时，首先将每一层的吸波蜂窝片材和非吸波蜂窝片材粘结在一起，方法为将胶黏剂涂抹于吸波蜂窝片材的侧面，再将吸波蜂窝片材嵌入到非吸波蜂窝片材相应的位置上实现粘结，得到一完整层；然后再将胶黏剂均匀地涂抹于各层的吸波蜂窝片材的上下表面，按照预设的堆叠顺序堆叠粘结一起。进一步地，步骤4)中的加压为模压或真空袋压，固化温度为室温至130℃，时间为2～24h。本专利技术结合吸波蜂窝片材和蜂窝角锥结构的特点，提出了一种具有类角锥结构的吸波蜂窝及其制备方法。以非吸波蜂窝片材为基材，采用不同浸渍工艺获得系列化电磁特性的吸波蜂窝片材；依据电性能设计，将不同参数的蜂窝片材堆叠形成类角锥状吸波结构阵列。本专利技术利用不同尺寸吸波蜂窝片材堆叠粘接，自下往上尺寸蜂窝片材逐渐减小，形成了类角锥状吸波结构，具有优异的吸波性能，且电性能设计性强，可满足不同应用条件需求。同时还可以类角锥之间区域填充非吸波蜂窝片材，与吸波蜂窝共固化，形成多层状的吸波蜂窝，具有平板装的物理外形和类角锥的电结构，可兼具吸波性能和结构承载能力。本专利技术与现有技术相比的有益效果：(1)本专利技术工艺易于控制，具有类角锥结构的吸波蜂窝具有较高的吸波性能，通过不同尺寸蜂窝片材堆叠，形成了类角锥结构，克服了现有吸波蜂窝角锥难加工的缺点。(2)本专利技术电性能设计性强，可调控浸渍工艺，设计不同尺寸和电磁特性的吸波蜂窝片材，获得不同吸波性能的类角锥状吸波结构的吸波蜂窝，满足不同的应用需求。(3)本专利技术可通过蜂窝片材正交堆叠，降低蜂窝两个方向吸波性能的差异性，获得性能稳定的吸波蜂窝。附图说明图1为本专利技术具有类角锥结构的吸波蜂窝的类角锥状吸波结构示意图；图2为本专利技术具有类角锥结构的吸波蜂窝的整体结构示意图；图3为本专利技术具有类角锥结构的吸波蜂窝的制备流程图；图4为本专利技术实施例1的反射率测试曲线；图5为本专利技术实施例2的反射率测试曲线；图6为本专利技术实施例3的反射率测试曲线。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过具体实施例和附图，对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术提出一种具有类角锥结构的吸波蜂窝，如图1-2所示，包括阵列布置的多个类角锥状(又称金字塔形)吸波结构，每个个类角锥状吸波结构由多个不同尺寸和电磁特性的吸波蜂窝片材按照由下到上的顺序从大到小堆叠粘接构成，在各个类角锥状吸波结构中间区域填充有非吸波蜂窝片材，类角锥状吸波结构和非吸波蜂窝片材共同组成平板状的整体外形。本专利技术还提供一种具有类角锥结构的吸波蜂窝的制备方法，如图3所示，具体通过以下步骤实现：1、蜂窝片材准备本步骤中非吸波蜂窝片材的厚度依据电性能设计确定，一般为5～20mm。蜂窝孔格尺寸无特殊要求，一般不小于3.2mm，需适用于浸渍吸收剂浆料。2、配制吸收剂浆料吸收剂浆料由粉状吸收剂、胶黏剂体系和溶剂组成，所述的粉状吸收剂与胶黏剂体系之间重量比为1:1～1:5。胶黏剂一般为水溶性的，可以为丙烯酸或聚氨酯改性环氧树脂，溶剂为等离子水。本步骤通过溶剂的添加量来调节浆料的粘度，使吸收剂浆料具有良好的工艺性。为了使吸收剂更容易均匀沉积于蜂窝孔壁内，吸收剂浆料的粘度不易过高；而为了使吸收剂在浆料中不易沉降和团聚，吸收剂浆料的粘度不易过低。合适的吸收剂浆料粘度是工艺性实现的重要参数。优选地，利用涂-4杯测量粘度，粘度值为10～20s。3、蜂窝片材浸渍利用吸收剂浆料浸渍蜂窝片材，多次振动排除多余浆料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有类角锥结构的吸波蜂窝，其特征在于，包括阵列布置的多个类角锥状吸波结构，每个个类角锥状吸波结构由多个不同尺寸和电磁特性的吸波蜂窝片材按照由下到上的顺序从大到小堆叠粘接构成，在各个类角锥状吸波结构中间区域填充有非吸波蜂窝片材，类角锥状吸波结构和非吸波蜂窝片材共同组成平板状的整体外形。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有类角锥结构的吸波蜂窝，其特征在于，包括阵列布置的多个类角锥状吸波结构，每个个类角锥状吸波结构由多个不同尺寸和电磁特性的吸波蜂窝片材按照由下到上的顺序从大到小堆叠粘接构成，在各个类角锥状吸波结构中间区域填充有非吸波蜂窝片材，类角锥状吸波结构和非吸波蜂窝片材共同组成平板状的整体外形。


2.如权利要求1所述的具有类角锥结构的吸波蜂窝，其特征在于，吸波蜂窝片材的厚度为5～20mm，长宽不小于3.2mm。


3.一种具有类角锥结构的吸波蜂窝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用吸收剂浆料浸渍多个非吸波蜂窝片材，振动排除多余浆料，烘干，重复进行多次，得到不同电磁特性的吸波蜂窝片材；
2)将吸波蜂窝片材和非吸波蜂窝片材裁剪成一定的尺寸和形状；
3)将吸波蜂窝片材和非吸波蜂窝片材进行铺层堆叠，吸波蜂窝片材按照由下到上的顺序从大到小堆叠形成类角锥状吸波结构，非吸波蜂窝片材填充于同层的吸波蜂窝片材之间，各层吸波蜂窝片材的上下面之间、各非吸波蜂窝片材的上下面之间以及吸波蜂窝片材与非吸波蜂窝片材的侧面之间均利用胶黏剂进行粘接；
4)将步骤3)得到的产品进行加压和升温固化，得到最终的具有类角锥结构的吸波蜂窝。


4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，吸收剂浆料由粉状吸收剂、胶黏剂体系和溶剂组成，其中粉状吸收剂与胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：马向雨，邢孟达，廖昊彦，许皓，林海燕，赵宏杰，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11