[发明专利]一种钴酸镍-碳化硅纤维多尺度增强体增强聚酰亚胺树脂基结构吸波材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钴酸镍‑碳化硅纤维多尺度增强体增强聚酰亚胺树脂基结构吸波材料及其制备方法，先将除胶处理并烘干后的碳化硅纤维布放入溶液A中进行水热反应，反应结束后取出碳化硅纤维布进行退火处理，得到钴酸镍‑碳化硅纤维多尺度增强体；溶液A是硝酸钴、硝酸镍和尿素加入水中搅拌均匀得到的；将聚酰胺酸溶液均匀涂刷在钴酸镍‑碳化硅纤维多尺度增强体的外表面，再叠放整齐得到预制件；对预制件进行若干次抽真空‑保压‑卸压的重复过程，模压制得钴酸镍‑碳化硅纤维多尺度增强体增强聚酰亚胺树脂基结构吸波材料。本发明在碳化硅纤维表面生长钴酸镍，增大了复合材料的界面极化能力和电导率，同时实现良好的吸波性能与力学性能。

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，具体是一种钴酸镍-碳化硅纤维多尺度增强体增强聚酰亚胺树脂基结构吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着各种先进雷达探测器及精密制导武器的出现，新型武器装备所面临的威胁也随之增加。如何降低武器目标的探测性，提高武器在战场上的生存能力已经受到各国的高度重视。在现代战争中，雷达是探测目标的最可靠手段，因此雷达隐身是隐身技术的重点。目前雷达隐身主要通过雷达吸波材料和外形隐身设计这两条技术途径来缩减军事目标的雷达散射截面RCS(Radar Cross-Section)来实现。树脂基结构吸波材料具有低密度、高比强度、良好的工艺加工性能，已经成为将来吸波材料研究的主要方向。目前国内外对于树脂基吸波材料的研制大多集中在采用传统的树脂基体材料，例如环氧树脂、有机硅树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯等树脂体系，但是这类树脂体系的耐高温性能、耐环境腐蚀和机械性能都存在一定的弱点，无法满足吸波材料兼具吸波性能和耐高温性能的要求，限制了树脂基吸波材料在高温部件上的应用。因此，选择高性能的树脂基体进行吸波材料的研究，使其兼具良好吸波性能，耐高温性能和力学性能，已经成为新型吸波材料研究的主要方向。

聚酰亚胺是综合性能非常优异的材料，耐高温达400℃以上，长期使用温度在300℃，具有非常优良的耐温性、机械性能、耐化学腐蚀、较小的热膨胀系数和良好的加工工艺性能。专利CN 102329425A公开了一种修饰的碳纳米管与铁氧体及聚酰亚胺复合吸波材料的方法，虽然在不影响聚酰亚胺本身良好耐热性的前提下，制备出了轻质，高频吸波材料，但是由于没有增强体，不具有承载作用，无法作为结构吸波复合材料使用。邱军在公布号为CN 102181152A的专利中公布了一种碳纳米管改性碳纤维、聚酰亚胺树脂多维混杂复合材料的制备方法。该专利将碳纳米管和碳纤维经过表面羧基化、酰基化后，再在其上引入二元胺或者多元胺，将氨基化得碳纳米管与聚酰亚胺均匀混合，再与氨基化得纤维增强体进行复合，得到碳纳米管改性碳纤维/聚酰亚胺树脂多维混杂复合材料，虽然提高了复合材料的整体强度，但是并没有对吸波性能进行研究，而且碳纤维高电导率的特点，该复合材料也不可能具有良好的吸波效果。碳化硅纤维是一种高性能陶瓷纤维，不仅具有碳纤维相当的强度和模量，且具有碳纤维、芳纶纤维等无法比拟的耐高温和抗氧化性能，因此利用碳化硅纤维增强聚酰亚胺树脂基结构吸波材料最具优势。但是，目前碳化硅纤维增强聚酰亚胺树脂基结构吸波材料的吸波性能较差，虽然通过添加纳米吸收剂如炭黑、碳纳米管、石墨烯等可以有效的提碳化硅纤维增强聚酰亚胺复合材料的吸波性能，但不可避免的带来了力学性能降低的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种钴酸镍-碳化硅纤维多尺度增强体增强聚酰亚胺树脂基结构吸波材料及其制备方法，制得的结构吸波材料同时兼具良好的力学性能和吸波性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括以下步骤：

(1)对碳化硅纤维布进行除胶处理，然后烘干；

(2)将步骤(1)烘干后的碳化硅纤维布放入溶液A中进行水热反应，水热反应结束后取出碳化硅纤维布进行退火处理，得到钴酸镍-碳化硅纤维多尺度增强体；其中溶液A是硝酸钴、硝酸镍和尿素按摩尔比为2:1:(3～11)加入水中搅拌均匀得到的；