[发明专利]带通型树脂基夹层结构的透波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种带通型透波材料及其制备方法。

背景技术

透波材料是指对一定频带内电磁波透过率较高的一类材料，广泛应用于制备各种天线罩，透波材料通常具有较低的介电常数和介电损耗，并且介电性能不随温度和频率的变化产生明显的变化。

对于带通型透波材料，多采用多层结构来满足频选透波的要求。目前常用的多层结构透波材料包括A、B、C型夹层等。A型夹层是一种三层对称结构，它由里外两层比较致密的高介电常数的薄的表层（纤维增强树脂基复合材料）和低介电常数、低损耗低密度的多孔芯层（如多孔材料、泡沫、蜂窝材料等）组成；B型夹层结构也是一种三层对称结构，与A型夹层不同的是它是由两层低介电常数、低密度的表层和致密的、高介电常数芯层组成；C型夹层结构由两层A型夹层结构组合而成，该结构电磁透波性能较好。

其中，A型夹层在泡沫夹芯厚度较大时可实现频选透波性能，但其谐振峰较多且受各层厚度和电性能参数影响较大，难以满足实际使用要求；而当泡沫夹芯厚度较小时力学性能较差，难以满足承载要求。C型夹层结构由两层A型夹层组合而成，它能进一步抵消独立的A型夹层的剩余反射、减少谐振峰，但此结构透波率对入射角的变化比较敏感。而B型夹层结构力学性能较好，当芯层材料介电常数为表层材料介电常数的均方根时，其频选透波性能优异，且对单层厚度的鲁棒性要求不高，使得工艺实现难度较小。从改善材料的频选透波性能和力学性能的角度考虑，实际制备工艺最有望实现的应为B型夹层。目前，B型夹层要求表层介电常一般为芯层介电常数的均方值，导致各层材料制备难度较大，极大地限制了其应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种频选透波功能优良、集透波和承载功能于一体、结构简单且性价比高的带通型树脂基夹层结构的透波材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种带通型树脂基夹层结构的透波材料，其特征在于，所述透波材料包括由石英纤维增强树脂基复合材料制成的一外表层和一内表层，所述外表层和内表层之间夹设有一由高强纤维增强树脂基复合材料制成的芯层，所述外表层和外表层的介电常数优选为2.6～2.7，损耗角正切值优选为0.003～0.004；所述芯层的介电常数优选为4.2～4.3，损耗角正切值优选为0.005～0.006。

作为本发明的透波材料的进一步改进：

上述的透波材料中，所述内表层厚度优选为2.5mm～2.7mm，所述外表层的厚度优选为2.5mm～2.7mm，所述芯层的厚度优选为2.7mm～2.9mm。

上述的透波材料中，所述外表层和内表层的厚度相等。

上述的透波材料中，所述外表层、内表层和芯层的树脂基体优选为高纯邻甲基环氧树脂。

作为一个总的技术构思，本发明还提供二种上述带通型树脂基夹层结构的透波材料的制备方法，方法一，包括以下步骤：

（1）材料准备：准备石英纤维布和高强纤维布，配制树脂胶液；

（2）预浸胶：采用树脂胶液对所述石英纤维布和高强纤维布进行浸泡，充分浸渍后，取出并晾干，得到石英纤维预浸布和高强纤维预浸布；

（3）成型：按照所述透波材料的铺层顺序和铺层厚度，依次叠加铺设所述的高强纤维预浸布和石英纤维预浸布，压制成型并固化，经表面加工后，得到所述带通型树脂基夹层结构的透波材料。

方法二，包括以下步骤：

（1）材料准备：准备石英纤维布和高强纤维布，配制树脂胶液；

（2）预浸胶：采用树脂胶液对所述石英纤维布和高强纤维布进行浸泡，充分浸渍后，取出并晾干，得到石英纤维预浸布和高强纤维预浸布；

（3）制备各层复合材料：根据外表层和内表层的设计厚度铺设石英纤维预浸布，然后采用模具压制成型并固化，得到石英纤维增强树脂基复合材料；根据芯层的设计厚度铺设高强纤维预浸布，采用模具压制成型并固化，得到高强纤维增强树脂基复合材料；

（4）粘接成型：以所述石英纤维增强树脂基复合材料作为外表层和内表层，以所述高强纤维增强树脂基复合材料作为芯层，按照外表层、芯层和内表层的铺层顺序，用树脂胶液将各层材料紧密粘合为一体，固化后得到所述带通型树脂基夹层结构的透波材料。

作为本发明的制备方法的进一步改进：

上述的制备方法中，所述树脂胶液是由质量比为（2～2.5）∶1∶（1.5～2）的高纯邻甲基环氧树脂、线性酚醛树脂和丁酮搅拌混合而成的。

与现有技术相比，本发明的优点在于：