[发明专利]一种耐烧蚀隐身复合材料及制备方法

说明书

本发明提出一种耐烧蚀隐身复合材料及制备方法，包括磁性吸波材料、增强纤维预制体和耐烧蚀树脂，磁性吸波材料为磁性颗粒外包覆二氧化硅的纳米颗粒，磁性颗粒外包覆二氧化硅的纳米颗粒以囊泡状的空心磁性颗粒形式均匀分布在增强纤维预制体中。本发明利用乳液分相的原理形成乳液颗粒，使磁性纳米颗粒在乳液颗粒表面组装形成囊泡状的空心磁性颗粒，组装后的空心磁性颗粒较纳米颗粒的尺寸大几倍，能够有效避免树脂流动引起的磁性颗粒分布不均匀，同时空心磁性颗粒的纳米颗粒之间存在协同增强作用，会进一步增强吸波性能。

技术领域

本发明涉及一种耐烧蚀隐身复合材料及制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

雷达隐身技术有效提高了飞行器在战争中生存能力、突防能力。美国F-117A隐身飞机采用了雷达隐身技术，使得其雷达截面积比常规战斗机的雷达截面减小了约23dB，可以躲避对方雷达的探测和导弹攻击能力。

铁氧体磁性材料由于价格低廉、制备工艺简单、吸波性能好等优点得到了广泛的发展与应用。铁氧体磁性材料是双复介质材料，其对电磁损耗主要包括两个方面：其既具有磁损耗同时也具有介电损耗，其对电磁波的吸收在介电性能方面主要来自于偶极子的极化效应。

但是磁性吸波颗粒耐温等级有待提高，一般的磁性吸波材料在高温下其结构或性质会发生变化，导致其吸波性能下降或消失，现有技术中在磁性吸波纳米颗粒外包裹一层二氧化硅，能够在一定程度上保护磁性纳米颗粒不受高温环境的破坏，保持其原有的吸波性能。

隐身材料大部分集中分布在飞行器的表面，采用喷涂的方式，这种方式对于低速飞行的飞行器可以起作用，但是在高温下，这些隐身涂层就会发生分解氧化，失去隐身效果。

目前有效的解决方法是将隐身材料与热防护材料进行结合形成隐身热防护材料，通常是将隐身材料与有机树脂进行物理混合然后制备具有隐身功能的热防护材料，但是简单的物理混合容易导致隐身材料分散不均匀，影响飞行器局部位置的隐身效果。

RTM工艺是一种重要的复合材料成型工艺，通过真空或者压力将树脂注入设计好的纤维增强预制体中。若是在RTM树脂添加隐身材料(功能填料)，不仅存在隐身材料分散不均匀的问题，而且可能会造成树脂无法实现RTM工艺。因此，将隐身材料添加到纤维预制体，再进行RTM工艺是解决问题的一个思路。但当纤维预制体中存在功能填料时，RTM成型时树脂的流动容易带走功能填料，从而导致填料分布不均匀从而影响复合材料的性能。

因此如何能够保证飞行器全身均匀一致的隐身效果，并在飞行过程不受高温环境影响保持良好的吸波性能，是隐身热防护材料需要解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种在飞行过程不受高温环境影响保持良好的吸波性能、均匀一致的隐身效果、提升飞行器的隐身效果的耐烧蚀隐身复合材料及制备方法。

本发明的技术解决方案：一种耐烧蚀隐身复合材料，包括磁性吸波材料、增强纤维预制体和耐烧蚀树脂，磁性吸波材料为磁性颗粒外包覆二氧化硅的纳米颗粒，磁性颗粒外包覆二氧化硅的纳米颗粒以囊泡状的空心磁性颗粒形式均匀分布在增强纤维预制体中。

一种耐烧蚀隐身复合材料的制备方法，包括如下步骤：

制备磁性纳米颗粒外包裹二氧化硅的纳米颗粒；

对磁性颗粒外包裹二氧化硅的纳米颗粒进行表面改性；

在表面改性后的磁性颗粒外包裹二氧化硅的纳米颗粒溶液中加入不溶的油性高分子，进行乳液分相，得到乳液胶束，乳液胶束中磁性颗粒外包裹二氧化硅的纳米颗粒在乳液颗粒表面组装形成囊泡状的球形磁性颗粒；

将囊泡状的球形磁性颗粒分离，清洗干燥后，得到囊泡状的空心磁性颗粒；

将囊泡状的空心磁性颗粒均匀分散到溶剂中，将其喷洒到纤维上，溶剂挥发后得到含有囊泡状的空心磁性颗粒的纤维织物；