[发明专利]高固含量低粘度浆料注模渗透式陶瓷基透波复合材料快速成型方法

说明书

本发明公开了一种高固含量低粘度浆料注模渗透式陶瓷基透波复合材料快速成型方法，该方法包括如下步骤：1)浆料的制备：将高纯硅溶胶：纳米粉：醇类混合搅拌蒸发，得到浆料；2)增强体织物的制备：将仿形体织物依次经过丙酮浸泡、沸水蒸煮、烘干处理，得到增强体织物；3)注模渗透成型：增强体织物套在阴模和阳模上，注入浆料，取出干燥处理，得到坯料；4)坯料的致密化处理：将坯料置入高纯硅溶胶中真空浸渍处理，得到致密坯料；5)热处理：对致密坯料进行热处理，形成产品毛坯；6)机械加工。本发明的成型方法采用高固含量低粘度浆料和低成本增强体织物，以注模渗透成型和致密化的工艺实现陶瓷基透波复合材料的快速成型。

技术领域

本发明涉及陶瓷基透波复合材料的成型方法，具体地指一种高固含量低粘度浆料注模渗透式陶瓷基透波复合材料快速成型方法。

背景技术

天线罩位于导弹的前端，主要起着承载、隔热、透波的作用，保证内部导引头、天线在恶劣的飞行环境中正常工作，是弹体结构的一个重要组成部分。随着导弹武器的不断发展，飞行速度不断提升，飞行时间不断延长，对天线罩材料性能的需求也不断提高。

目前，国内技术成熟且得到应用的材料体系主要是2.5D增强石英复合陶瓷，具有强度高、韧性好、可靠性强的突出优点，但是制造成本高昂、制备周期长的弊端严重地制约着其广泛的使用。尤其是当前武器系统对快速装备和高性价比的新需求，对天线罩低成本快速制备提出新的迫切要求。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种工艺简单、周期短、成本低的高固含量低粘度浆料注模渗透式陶瓷基透波复合材料快速成型方法。

为实现上述目的，本发明提供的高固含量低粘度浆料注模渗透式陶瓷基透波复合材料快速成型方法，包括如下步骤：

1)浆料的制备：

按照高纯硅溶胶∶纳米粉∶醇类的质量比为1∶(0.05～0.15)∶ (0.01～0.05)的比例，将物料混合升温至40～60℃，匀速搅拌蒸发直至液体密度为1.30～1.35g/cm³，得到高固含量低粘度的浆料；

2)增强体织物的制备：

按照产品尺寸要求，采用无纬布沿经向和纬向交替铺层，再沿厚度方向缝合形成仿形体织物，然后将仿形体织物依次经过丙酮浸泡、沸水蒸煮、烘干处理，得到增强体织物；

3)注模渗透成型：

先将步骤2)所得的增强体织物套在阴模上，保证增强体织物的内型面与阴模完全贴合，再合上阳模，保证增强体织物的外型面与阳模贴合，然后将步骤1)制备的浆料注入阴模和阳模之间的密闭内腔中，最后升温干燥处理，得到干燥的坯料；

4)坯料的致密化处理：

将步骤3)所得的坯料置入高纯硅溶胶中真空浸渍处理，取出干燥处理，得到致密坯料；

5)热处理：

对步骤4)所得的致密坯料进行热处理，使致密坯料陶瓷化形成产品毛坯；

6)机械加工：

对步骤5)所得的产品毛坯按照设计要求进行机械加工，制成陶瓷基透波复合材料产品。

进一步地，所述步骤1)中，高纯硅溶胶的密度为1.12～1.16g/cm³，高纯硅溶胶的pH为2～4，高纯硅溶胶中SiO₂的粒径为7～20nm。

进一步地，所述步骤1)中，纳米粉体为二氧化硅粉体或氧化铝粉体；所述纳米粉体的粒径为10～20nm，纯度≥99.9％；

所述醇类为甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或多种。