[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

说明书

技术领域

本发明涉及雷达吸波材料领域，尤其涉及一种夹层结构的耐高温雷达吸波材料及其制备方法。

背景技术

雷达吸波材料根据服役温度范围可以划分为常温(使用温度低于200℃)和高温两大类。相比而言，目前常温雷达吸波材料的研究比较成熟，而对高温雷达吸波材料的研究还处于积极探索中。

目前已经公开报道了几种高温吸波陶瓷结构及其制备方法。ZL201110052115.1号中国专利公开了一种三层结构的碳化硅复合材料吸波陶瓷及其制备方法，该报道的吸波陶瓷由匹配层、损耗层和反射层组成，根据设计要求各功能层需具备不同的介电性能，制备的吸波陶瓷在8GHz～18GHz频段内的反射率可小于-9dB。ZL201110053460.7号中国专利公开了一种四层结构的碳化硅复合材料吸波陶瓷及其制备方法，该报道的吸波陶瓷由匹配层、损耗层、介质层和反射层组成，根据设计要求各功能层需具备不同的介电性能，制备的吸波陶瓷室温8GHz～18GHz频段内的反射率可小于-8dB，700℃高温考核下，其反射率低于-8dB的带宽仍有将近10GHz左右。但是以上公开的高温吸波陶瓷根据各功能层不同的电性能要求需制备出不同电阻率的碳化硅纤维，实现有一定难度，且成本较高；并且以上报道的吸波陶瓷均为多层结构，工艺较为复杂，工艺要求较高。针对以上专利存在的问题，ZL201410128311.6号中国专利公开了一种单层结构碳化硅复合材料的吸波陶瓷及其制备方法，其结构简单，厚度较薄，但介电常数的可调控性不强，仅能实现特定波段的吸波功能，可设计空间较小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种耐高温雷达吸波材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种夹层结构的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形成的夹层结构，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。

上述的耐高温雷达吸波材料，优选的，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。本发明选取的这几种连续氧化物纤维增强氧化物复合材料不仅能够保证吸波材料产品具有好的力学性能和抗热震性能，还能保证吸波材料具有耐高温、抗氧化性能，其被耐高温电阻涂层覆盖后，仍具有所需的电性能。

上述的耐高温雷达吸波材料，优选的，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，所述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。二氧化钌系玻璃基电阻涂层能够保证吸波材料具有耐高温且电阻特性稳定的优势。

上述的耐高温雷达吸波材料，优选的，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。

超材料是一种具有特殊电磁特性的人工周期结构，通过对周期结构参数及电性能参数的调节可使超材料具有较宽广的电磁参数调控范围，本发明将其应用在吸波材料中，更易实现阻抗匹配，同时利用其产生的电磁场多共振效应，可以突破传统吸波材料对电磁参数频散特性的限制，更易实现宽频吸波。本发明将超材料这种人工周期结构技术与复合材料技术相结合，可以利用超材料优异的电磁特性使吸波材料吸波性能具有较强的可设计性以及更好的吸波性能；同时又可以利用陶瓷基复合材料的优点使吸波材料具有较好的耐温性和力学性能。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述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。