[发明专利]一种耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料的制备方法及产品

说明书

本发明公开了一种耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料的制备方法及产品。所述耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料的制备步骤包括：(1)将光敏树脂和分散剂混合，加入陶瓷粉体、光引发剂、防沉剂和增强相填料，球磨，制得耐高温电磁吸波陶瓷基复合浆料；(2)利用步骤(1)中的耐高温电磁吸波陶瓷基复合浆料进行光固化3D打印，制得耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料生坯；(3)将步骤(2)中的耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料生坯烧结，制得耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料二次坯体；(4)将步骤(3)中的耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料二次坯体浸渍，浸渍完成后固化，再进行烧结；循环浸渍、固化、烧结步骤，制得耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料。

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术领域，特别涉及一种耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料的制备方法及产品。

背景技术

随着国防与军事领域面临复杂严苛的高温吸波环境，传统吸波材料耐高温性、抗氧化性、耐腐蚀性较差，难以达到高温环境下电磁波高效能吸收要求。因此，为了满足上述要求，亟需发展适用于高温环境下的电磁吸波材料与结构，满足其在严苛环境中的使用性能要求。陶瓷材料具有优异的耐高温、耐化学腐蚀性能、力学性能、热稳定性能、可调谐介电性能等，可满足高温吸波环境下应用要求。传统制备方法，像热压烧结(HPS)、溶胶凝胶法(Sol-Gel)、化学镀法等，制备工艺流程复杂，且无法实现复杂形状吸波结构的制备。因此，需要开发一种新型电磁吸波材料与结构的成型方法，以弥补传统制备方法的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料的制备方法及产品。本发明提供的耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料的制备工艺与传统制备工艺有所不同，其优势在于成型速度快、成型尺寸精度高，可实现轻量化、复杂形状结构的制备。为陶瓷基复合材料快速成型、小范围批量化生产提供一种崭新的思路。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明技术方案之一：提供一种耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将光敏树脂和分散剂混合，加入陶瓷粉体、光引发剂、防沉剂和增强相填料，球磨，制得耐高温电磁吸波陶瓷基复合浆料；

(2)利用步骤(1)中的耐高温电磁吸波陶瓷基复合浆料进行光固化3D打印，制得耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料生坯；

(3)将步骤(2)中的耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料生坯烧结，制得耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料二次坯体；

(4)将步骤(3)中的耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料二次坯体浸渍，浸渍完成后固化，再进行烧结；循环浸渍、固化、烧结步骤，制得耐高温电磁吸波陶瓷基复合材料。

优选的，步骤(1)中所述光敏树脂占光敏树脂和陶瓷粉体体积之和的35～45％；所述光引发剂的用量为光敏树脂质量的1～2％；所述分散剂的用量为陶瓷粉体质量的3～5％；所述防沉剂的用量为陶瓷粉体质量的0.5～1％；所述增强相填料的用量为陶瓷粉体质量的1～2％。

优选的，步骤(1)中所述光敏树脂为1、6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)体积比1：1的混合物；所述分散剂为KOS110分散剂；所述陶瓷粉体为碳化硅(SiC)粉体；所述光引发剂为二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(TPO)；所述防沉剂为气相纳米二氧化硅(SiO₂)；所述增强相填料为无机碳材料或金属氧化物。

更优选的，所述无机碳材料包括石墨烯或碳纳米管，所述金属氧化物包括TiO₂。

优选的，步骤(1)中所述球磨的转速为300～400r/min，时间为4～5h。

优选的，所述光固化3D打印的工艺参数为光强12000～15000μw/cm²，首层曝光时间70～75s，其余层曝光时间15s，每层固化厚度50μm。