[发明专利]一种隐身复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种隐身复合材料及其制备方法。该隐身复合材料采用TPU复合材料及其导电材料构成的红外隐身层；采用以聚酰亚胺为基材的FPC材料构成电磁波谐振控制层和导流层，以非等长条形组合及梯形导流结构，使FPC中的异形金属结构形成对电磁波的局域谐振能力，加强整体吸波材料对电磁波的损耗作用。该方案构建两层谐振控制层和导流层组合，并在谐振控制层和导流层中间夹制以非铁磁性为主的传统吸波材料，形成对C波段至Ka波段连续微波信号的吸收；底层单元能够隔绝被保护体对外的红外辐射。本发明实现了一种对连续雷达波段具有吸收效果且对红外辐射具有隔绝效果的复合型柔性隐身材料。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种对雷达波具有宽频带吸波效果且对红外辐射有隔绝效果的复合隐身材料。更具体地，涉及一种柔性结构型吸波及隔绝红外辐射的隐身材料及其制备方法。

背景技术

随着雷达远程电子探测技术的发展和其他探测技术及产品的广泛应用，为应对电磁辐射、电磁散射和电磁兼容的问题，采用结构型吸波材料或涂覆型吸波材料，为解决相关设施的隐身问题产生了一定的效果。常规吸波材料在厚度、密度、吸收率、吸波频带带宽等方面会相互制约，如在实现较宽的频带吸收的特性同时，则需要增加材料的厚度；而要实现材料的轻薄要求，则只在一定的频带范围内具有吸波能力，而失去了在其他波段的吸波能力，尤其面对多波段探测技术，单一功能隐身材料的使用将受到限制。在实际工程应用中，隐身材料除要求在较宽频带内对电磁波具有好的吸收率外，当被保护的设施需要对其红外辐射进行隔绝时，隐身材料一方面要全面实现对雷达吸波的“薄”、“轻”、“宽”、“强”的要求，另一方面，也需要在同一复合材料中，解决红外、雷达两种隐身技术的相容性问题，克服雷达隐身要求材料对电磁波的强吸收、低反射和红外隐身要求材料低吸收、高反射的矛盾。实现在较宽波段范围内雷达波的吸收，同时也要实现对红外探测有效隔绝的效果。

专利CN201410213142.6提出了“一种多层结构雷达吸波布及其制备方法”，该方法采用磁性金属合金微粉作为吸波材料，通过在帆布表面涂覆10～50μm聚氨酯粘结剂，待干燥固化后，在聚氨酯粘结表面再涂覆吸波材料，如此往复三次，最终形成了由三层厚度分别为0.6～1.2mm、0.6～1.0mm、0.4～0.8mm的吸波材料和四层聚氨酯粘结剂的多层结构吸波布，有效控制了吸波材料的厚度，且制作方法简单，所制备的材料具有一定的柔性，较好解决了车辆、帐篷等装备的隐身。但采用该方法所实现的多层结构的雷达吸波，其吸波性能仅局限于8GHz～16GHz范围，而在16GHz～40GHz频带范围则没有吸收效果，并且不具备对红外的隔绝能力。

专利ZL201110052236.6号公开了一种雷达红外兼容隐身材料及其制备方法，该兼容隐身材料主要由雷达吸波结构层与红外隐身功能层复合组成，雷达吸波结构层为玻璃纤维增强的玻璃钢复合材料制成，红外隐身功能层为一容性频率选择表面。该发明的制备方法为先通过PCB工艺制备容性频率选择表面；再通过丝网印刷工艺用导电浆在玻璃纤维平纹布上制备一层电阻片；然后以环氧树脂为基材，以玻璃纤维平纹布为增强材料，采用树脂成型工艺制备一玻璃纤维增强的玻璃钢复合材料，最后通过固化成型使容性频率选择表面复合叠加，制得雷达与红外兼容隐身材料。该专利公开了树脂基雷达红外兼容隐身材料及其制备方法，且该材料具备较好的雷达红外兼容隐身性能，但其结构参数的限定范围仅能在6～18GHz高频频段实现较好吸波功能，设计范围较窄；另外，由于其制备工艺中采用了PCB工艺、玻璃钢复合材料和固化成型工艺，使得其制备的材料具有刚性，没有考虑到该种材料在应用中对于所保护的设施应具有柔性选择的需求。

专利CN201210275367.5提出的宽频吸波超材料虚拟划分为多个周期排列的基本单元，一个基本单元由沿电磁波传播方向依次层叠的第一子单元、第二子单元以及第三子单元构成；以及专利CN201210217931.8提出的具有周期结构的电磁吸波材料，包括磁性吸波材料网格和介电材料制成的介质块，磁性吸波材料网格上网孔为通孔。采用这些材料及方法制备的吸波材料存在厚度大，加工难度高等不足，成为本领域技术人员需要进一步克服的技术障碍。