[发明专利]磷酸盐复合材料天线罩罩体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导弹用透波天线罩制备技术领域，具体地指一种磷酸盐复合材料天线罩罩体的制备方法，可应用于短程、中程的地空、空空、舰载导弹。 

背景技术

天线罩位于导弹的头部，是弹体的一个重要结构部件，起着承载、隔热、透波的作用，以保护罩内雷达天线罩在恶劣的飞行环境中能够正常工作。 

随着航空航天技术的发展，导弹武器系统的飞行马赫数不断提高，恶劣的飞行环境对导弹天线罩材料提出了更高的要求，须承受更高的温度和热冲击，满足优良的电性能，在高温下能够保持较高的机械强度等等。传统的树脂基复合材料耐高温性能较差，适用温度相对较低(最高在500℃)，主要用于低马赫，很难满足高马赫导弹天线罩的使用要求。目前研究和应用较多的石英复合陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等虽然具有优异的电气性能和耐高温性能，但陶瓷材料脆性大，损伤容限低、成品率低，且成型工艺复杂，成本较高，限制了其广泛的应用。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有天线罩不耐高温、脆性大、成品率低、工艺复杂、成本高的缺陷，提供一种磷酸盐复合材料天线罩罩体的制备方法，该方法具有生产周期短、成本低等特点，生产的天线罩罩体使用温度范围为600～1000℃，能够满足短中程地空、空空、舰载导弹的使用要求。 

为实现上述目的，本发明所设计的磷酸盐复合材料天线罩罩体 的制备方法，包括以下步骤： 

1)准备天线罩体的成型芯模和外模具，及预处理高硅氧纤维布或石英纤维布所得的纤维布，并根据天线罩罩体尺寸及质量要求，确定纤维布的大小和铺层数量； 

2)在成型芯模和外模具上均匀涂抹脱模剂； 

3)用刮刀将磷酸盐胶液均匀地涂到每一块纤维布上并擀平，然后将涂好的纤维布平整地逐层铺叠在成型芯模上，铺设过程中每铺两层，碾压一次，保证纤维布表面平整； 

4)纤维布铺设完毕后，将外模具套装在成型芯模上，拧紧模具的加压螺栓，施加压力以使成型芯模和外模具之间的纤维布压实； 

5)然后将罩体成型模具放置于烘箱中，加热固化，固化完成后，冷却至室温，脱模取出罩体毛坯； 

6)对罩体毛坯机械加工至所需尺寸，即得到磷酸盐复合材料天线罩罩体。 

其中，步骤1)所述高硅氧纤维布或石英纤维布的预处理方法为：将高硅氧纤维布或石英纤维布在200～300℃的空气中氧化以完全去除其表面的含氧聚合物；一般氧化的时间为1～3h，含氧聚合物为环氧树脂、聚酞亚胺、醚类等；纤维布在生产过程中，为避免卷绕、织造工艺过程中的损伤通常要进行上浆处理，表面浆的主要成分为含氧聚合物，如环氧树脂、聚酞亚胺、醚类等，它们的存在会严重影响纤维布与磷酸盐基体界面之间的结合强度，因此需将纤维布在200～300℃的空气中进行氧化处理，氧化的时间为1～3h，以除去其表面的含氧聚合物； 

步骤3)所述磷酸盐胶液的配制方法为：将磷酸盐树脂与固化剂按照1：0.5～1的质量配比进行配制，充分地研磨混合，得到质地均匀(无固体颗粒存在、类似环氧树脂状态)的胶液，其粘度为1.0～1.25Pa·S，然后将胶液静置2～4h，备用。胶液的粘度为 1.0～1.25Pa·S较为适宜，粘度过小，胶液的流动性较好，附着在纤维布上的胶液太少，会造成纤维布层间的磷酸盐基体减少，影响材料的性能；粘度过大，胶液的流动性较差，对纤维布的浸润效果变差，会造成纤维布层间的磷酸盐基体分布不均匀，影响材料性能的稳定性。 

优选地，所述步骤3)中，磷酸盐树脂为磷酸铝树脂或磷酸铬铝树脂。 

可选地，所述步骤3)中，固化剂为氧化铝、氧化锆、氧化铬中一种或几种的混合物，所述固化剂的粒度为微米级和纳米级。 

优选地，所述纤维布为预处理高硅氧纤维布或石英纤维布所得的纤维布，所述步骤3)中，固化剂为氧化铝和氧化铬的重量比为4～5：1的混合物。 

优选地，所述步骤3)中，固化剂为氧化铝、氧化铬、氧化锆的重量比为7～8：1：2的混合物。 

优选地，所述步骤3)中，纤维布上所涂磷酸盐胶液的用量为纤维布重量的2～3倍。 

优选地，所述步骤4)中，施加压力的大小为2～5MPa。 

优选地，所述步骤5)中，加热固化的条件为：以10℃/h的升温速率由室温升温至150℃，保温2～4h，然后以25℃/h的升温速率升温至180℃，保温2～4h，自然降温。 

本发明的有益效果：采用纤维布预浸磷酸盐胶液，然后铺层、加压固化的成型工艺方法制备了磷酸盐复合材料天线罩罩体，优点如下：