[发明专利]一种夹层结构的耐高温雷达吸波材料及其制备方法

权利要求书

1.一种夹层结构的耐高温雷达吸波材料的制备方法，其特征在于，所述耐高温雷达吸波材料由内至外依次包括介质层Ⅰ、电阻型周期表面层和介质层Ⅱ，其中，所述介质层Ⅰ和介质层Ⅱ为氧化物纤维增强氧化物基复合材料；所述电阻型周期表面层由呈周期性图案的耐高温电阻涂层组成；构成所述介质层Ⅰ和介质层Ⅱ的氧化物纤维增强氧化物基复合材料包括连续石英纤维增强氧化物基复合材料、连续铝硅酸盐纤维增强氧化物基复合材料、连续莫来石纤维增强氧化物基复合材料或连续氧化铝纤维增强氧化物基复合材料；该耐高温雷达吸波材料的制备方法包括以下步骤：

(1)制备介质层Ⅰ的复合材料以及耐高温电阻涂料；

(2)采用丝网印刷工艺，将制备的耐高温电阻涂料印制在步骤(1)制备的介质层Ⅰ的复合材料上，经干燥和烧结后，电阻型周期表面层即烧结在介质层Ⅰ的复合材料表面上；

(3)制备介质层Ⅱ的复合材料，将介质层Ⅱ的复合材料铺设在步骤(2)中制备得到的电阻型周期表面层的表面，制成所述耐高温雷达吸波材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述耐高温电阻涂层的材料体系为二氧化钌系玻璃基电阻涂层，耐高温电阻涂层的周期性图案是指呈矩阵式分布的正方形贴片图案，前述正方形贴片所在矩阵单元的边长为10mm～18mm，所述正方形贴片的边长与矩阵单元的边长的比值为0.60～0.85。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介质层Ⅰ和介质层Ⅱ的厚度为2～3mm；所述电阻型周期表面层的厚度为0.01～0.04mm。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，介质层Ⅰ的复合材料的制备过程如下：先选取连续氧化物纤维织物作为介质层Ⅰ使用的增强材料，再在连续氧化物纤维织物的Z向方向上镶嵌铜丝，其中铜丝镶嵌的密度为0.5根/cm²～2根/cm²，制得介质层Ⅰ的预成型体；再采用浸渍裂解工艺或溶胶-凝胶工艺对所述介质层Ⅰ的预成型体进行反复致密化，制得介质层Ⅰ复合材料前驱体；再将制备得到的介质层Ⅰ复合材料前驱体放置于浓硝酸中腐蚀掉前述镶嵌的铜丝得到的Z向方向含有密度孔的复合材料上，最后对复合材料进行机械加工，得到所需厚度的介质层Ⅰ的复合材料。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，耐高温电阻涂料的制备方法如下：将玻璃原料粉体混合均匀后经1300℃～1500℃的温度熔炼1h～3h，然后将得到的玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃，再将玻璃球磨成玻璃粉后先与RuO₂粉混合均匀，再与有机载体混合均匀制成耐高温电阻涂料；

其中，所述玻璃原料粉体中各化学组分的质量百分比分别为：

SiO₂ 30％～50％；

Al₂O₃ 10％～25％；

PbO 12％～25％；

MgO 5％～15％；

CaO 5％～10％；

ZnO 3～10％；

BaO 2％～8％和B₂O₃ 1％～5％。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述RuO₂粉的添加量占玻璃粉和RuO₂粉总质量的45％～85％，所述耐高温电阻涂料中有机载体的质量分数为20％～25％；所述有机载体主要由质量分数为80％～90％的柠檬酸三丁酯、2％～5％的硝酸纤维素、10％～15％卵磷脂组成。

7.如权利要求1、4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，丝网印刷工艺过程中丝网目数为180～300目，印制遍数为1～3遍；干燥过程中的温度为150℃～250℃，干燥时间为2h～4h；烧结过程中峰值烧结温度为1000℃～1050℃，烧结过程中的升温速度为15℃/min～20℃/min，烧结时间为10min～60min。

8.如权利要求1、4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，制备介质层Ⅱ的复合材料的具体过程为：采用与介质层Ⅰ的复合材料中相同的氧化物纤维织物铺在步骤(2)制备的电阻型周期表面层上，再采用氧化物纤维穿过介质层Ⅰ的复合材料上的Z向孔洞以缝合的方式将氧化物纤维织物与介质层Ⅰ的复合材料连接成一个整体，制得预成型体；随后对预成型体进行反复致密化，得到所述耐高温雷达吸波材料。