【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷复合材料，具体地涉及一种耐高温隐身复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着雷达探测、跟踪和识别技术的发展以及飞行器飞行速度不断提高，耐高温隐身复合材料材料已经成为了目前飞行器发展领域重要的研究方向。
2、对于磁损耗材料，在高温环境下会产生退磁现象，导致高温吸波性能大幅度衰减而无法应用，因此能够在高温下有效工作的吸波材料一般为电损耗材料。现有的涂层型高温吸波材料是常用的吸波手段，但其受厚度约束和电损耗机制限制，存在隐身频带窄、重量高、厚度大、吸波机理单一，介质损耗能力低、高温环境下易损坏等等缺陷。严重制约了吸波隐身材料轻量化、便捷化的发展。此外飞行器隐身部位面临高温、高强度、高震动等复杂的服役环境，对构件的耐温性能、力学性能均提出了严苛要求。因此需开发出一种具有良好力学性能及宽频吸波的耐高温隐身复合材料来解决以上问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术采用多层吸波结构设计，通过在石英预制体中夹杂吸波电磁材料制备了一种耐高温隐身复合材料，该方法制备的陶瓷基复合材料，在具有优异的高温力学性能的同时，能够实现结构隐身一体化。
2、第一方面，本专利技术提供一种耐高温隐身复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
3、步骤s1、制备电磁膜，将纤维吸波剂与短切石英纤维进行混杂，通过湿法抄造工艺形成电磁膜(吸波膜)；
4、步骤s2、将制备好的电磁膜与石英纤维布、石英网胎按照一定的顺序进行叠层排布，并按照一定的厚度进
5、步骤s3、去除石英预制体中的浸润剂；
6、步骤s4、将去除浸润剂的石英预制体放入成型工装，抽真空1～2h，控制一定的速率将浓缩的硅溶胶加入工装，继续抽真空1～2h，后续在工装内加2～4mpa的外压，保压6～36h后，加热固化硅溶胶；
7、步骤s5、将固化后的石英纤维预制体从工装中取出，进行干燥和烧结，得到耐高温隐身复合材料。
8、进一步地，还包括步骤s6：根据所需产品的技术指标重复步骤s4和s5，最后得到耐高温隐身复合材料。
9、进一步地，步骤s1将纤维吸波剂与短切石英纤维按照不同的比例进行混杂，通过湿法抄造工艺形成不同介电常数的电磁膜。
10、进一步地，步骤s1中的纤维吸收剂可以为外包二氧化硅(sio2)的钨(w)短切纤维，w短切纤维的直径为10～100μm。
11、进一步地，步骤s2中的叠层排布，可以是一层石英纤维布+一层石英网胎+一层电磁膜，也可以是两层石英纤维布+一层石英网胎+一层电磁膜，排布方式根据隐身需求及产品厚度进行调控，预制体的密度可以控制在0.2～0.75g/cm3。
12、进一步地，步骤s3中，将制备好的石英预制体放入清洗工装中，用水或丙酮进行预处理去除浸润剂，之后进行干燥。
13、进一步地，步骤s3中，预制体的预处理方式为将预制体用60℃丙酮煮36～48h，然后更换新的丙酮，继续煮12～24h，最后在防爆间晾3～4天；或者用60℃的超纯水煮24～96h，每2～4h换一次水，水煮后采取阶梯升温干燥预制体，在40℃、60℃、80℃、100℃及120℃分别干燥1～3h。
14、进一步地，步骤s4中将使用的浓缩硅溶胶的密度为1.20～1.38g/cm3，硅溶胶的粒径不大于200nm，粘度不超过10mpa/s，硅溶胶的加入速度控制在0.5～3l/min，固化温度要求在50～95℃，固化时间根据固化温度确定，固化温度越低，固化时间越短。
15、进一步地，步骤s5中的干燥过程为阶梯干燥，分别在50℃、80℃、100℃、120℃、150℃、200℃和250℃保温1～3h；烧结过程中的最高烧结温度在600～850℃，且保温时间不低于30min，不超过2h。
16、进一步地，步骤s6中对于步骤s4和s5的重复次数是由产品需技术指标决定，产品密度和力学性能要求低，重复次数少，产品密度和力学性能要求高，重复次数多，一般情况下产品的密度范围可以控制在0.6～1.6g/cm3内。
17、第二方面，本专利技术提供一种采用上述方法制备的耐高温隐身复合材料。
18、本专利技术达到的有益效果：
19、(1)本专利技术制备的耐高温隐身复合材料可以在1000℃保持一定的力学强度，并且可以实现复合材料在2～18ghz内的吸波隐身；本专利技术中的纤维吸收剂为外包二氧化硅的钨短切纤维，w丝具有高电导性，可通过电损耗耗散电磁波能量，达到吸波，外表面的二氧化硅可以保证w丝在高温下不发生氧化而损失导电性，从而达到高温隐身作用。
20、(2)本专利技术通过不同浓度硅溶胶的固化及多次复合固化可以制备密度从0.6～1.6g/cm3的陶瓷基复合材料，可以实现陶瓷基复合材料设计性能与复合工艺的匹配。
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1.一种耐高温隐身复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维吸收剂为外包二氧化硅的钨短切纤维，钨短切纤维的直径为10～100μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将纤维吸波剂与短切石英纤维进行混杂，是将纤维吸波剂与短切石英纤维按照不同的比例进行混杂，进而通过湿法抄造工艺形成不同介电常数的电磁膜。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叠层排布为一层石英纤维布+一层石英网胎+一层电磁膜，或者是两层石英纤维布+一层石英网胎+一层电磁膜，排布方式根据隐身需求及产品厚度进行调控，得到的石英预制体的密度控制在0.2～0.75g/cm3。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对石英预制体进行预处理包括：将制备好的石英预制体放入清洗工装中，用水或丙酮进行预处理以去除浸润剂，之后进行干燥。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对石英预制体进行预处理包括：将预制体用60℃丙酮煮36～48h，然后更换新的丙酮，继续煮12～24h，最后在防爆间
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浓缩的硅溶胶的密度为1.20～1.38g/cm3，硅溶胶的粒径不大于200nm，粘度不超过10mPa/s，硅溶胶的加入速度控制在0.5～3L/min，固化温度在50～95℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥为阶梯干燥，分别在50℃、80℃、100℃、120℃、150℃、200℃和250℃保温1～3h；所述烧结的过程中的最高烧结温度在600～850℃，且保温时间不低于30min，不超过2h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所需产品的技术指标重复加入硅溶胶、加热固化硅溶胶、以及将固化后的石英预制体进行干燥和烧结的步骤，得到最终的耐高温隐身复合材料，耐高温隐身复合材料的密度为0.6～1.6g/cm3。
10.根据权利要求1～9中任一项所述方法制备的耐高温隐身复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温隐身复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维吸收剂为外包二氧化硅的钨短切纤维，钨短切纤维的直径为10～100μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将纤维吸波剂与短切石英纤维进行混杂，是将纤维吸波剂与短切石英纤维按照不同的比例进行混杂，进而通过湿法抄造工艺形成不同介电常数的电磁膜。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叠层排布为一层石英纤维布+一层石英网胎+一层电磁膜，或者是两层石英纤维布+一层石英网胎+一层电磁膜，排布方式根据隐身需求及产品厚度进行调控，得到的石英预制体的密度控制在0.2～0.75g/cm3。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对石英预制体进行预处理包括：将制备好的石英预制体放入清洗工装中，用水或丙酮进行预处理以去除浸润剂，之后进行干燥。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对石英预制体进行预处理包括：将预制体用60℃丙酮煮36～48h，然后更换新的丙酮，继续煮12～24...
【专利技术属性】
技术研发人员：高文博，刘大伟，崔凤单，张剑，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：
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