[发明专利]一种耐高温宽频吸波结构复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温宽频吸波结构复合材料，包括复合材料介质层和周期性结构层，复合材料介质层由混编纤维预制体增强陶瓷基复合材料组成，由外至内为透波层、损耗层，周期性结构层为金属复合材料。该复合材料的制备方法包括：纤维预制体制备、界面制备、基体制备、周期性结构层制备。得到的复合材料有效实现对电磁波的宽频吸收，且由于整体性明显提高，结构强度得到明显的提升，同时由于材料特性，耐热性等物理性能优异。由于具有高阻抗表面，该耐高温宽频吸波结构复合材料可通过不同的周期性结构，可实现对不同频率的电磁波的选择性吸收，具有优异的调谐能力。

技术领域

本发明涉及吸波材料，尤其涉及一种耐高温宽频吸波结构复合材料及其制备方法。

背景技术

吸波材料通过将电磁波转化为热能或其它形式的能量而减少反射回波，在军用和民用领域的需求日益增长。吸波材料通常分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料，涂层吸波材料以铁氧体、金属粉、短切纤维等为吸收剂溶解于有机溶剂涂覆使用，但是由于厚度的限制，其吸波频带通常较窄，且在使用过程中容易剥落，性能稳定性较差。结构型吸波材料集结构承载与吸波于一体，通过材料内部的结构设计可有效实现对电磁波传输路径调控及吸波性能优化，同时通过材料的组合设计可实现耐温、耐热、耐候等物理性能。因此，研究结构型吸波材料对于实际应用具有重要意义。

在传统吸波材料的基础上，又出现了一类新材料——吸波超材料，它具有周期性亚波长结构，通过多种结构设计实现与电磁波的谐振作用以实现对电磁波的吸收。但是超材料由于结构材料特性，功能形式单一，承载与耐温等物理性能十分有限。

针对吸波性能要求，将多种结构形式进行复合制备吸波复合材料，能有效拓宽吸波频带提升吸波性能。

授权公告号为CN109664566B的中国发明专利公开了一种轻质宽频带多层结构吸波复合材料，包括三部分：面层、夹芯层和底板。面层包括石英纤维布和/或玻璃纤维布、吸波剂、锏锡掺杂吸波剂表面处理剂、分散剂、聚合物，夹芯层由吸波型PMI泡沫、吸波胶膜、聚合物、石英纤维布和/或玻璃纤维布组成，底层包括吸波剂、锏锡掺杂吸波剂表面处理剂、分散剂、聚合物和纤维布。该吸波复合材料具有吸收频带宽、低频性能好、面密度低和力学强度高等特点，提高吸波复合材料的承载性能和工程应用价值，可广泛应用于军事和民用等领域。

申请公布号为CN109526192A的中国发明专利公开了一种吸波复合材料。该吸波复合材料的结构从表层到里层依次为：电介质层、磁介质层、反射层，其中电介质层可以通过吸收电介质的浓度变化进行结构设计；电介质层包括电介质吸收剂、树脂、纤维布；磁介质层包括磁介质吸收剂、树脂和纤维布。该吸波复合材料的过程包括：制备吸波树脂胶料；制备吸波胶膜；制备吸波预浸料；制备吸波复合材料。该吸波复合材料以树脂为基体，从一定程度上减轻了吸波复合材料的重量，提高了吸波复合材料的宽频吸波性能。

申请公告号为CN109994839A的中国发明专利公开了一种三维超材料吸波体，该三维超材料吸波体包括：反射层、吸波层。吸波层设置在反射层的顶部表面的上方；多个超材料单元阵列层，多个超材料单元阵列层设置在吸波层上方，以及多个超材料单元阵列层和吸波层的接触边平行设置，每个超材料单元阵列层划分为多个相同的超材料单元，以及在每个超材料单元的面向同一方向的面上，附着有人造微结构。该利用吸波材料和人造微结构组成三维超材料吸波体，在实现良好的宽频吸收效果的基础上，还实现了良好的宽角吸收效果。

目前，吸波材料结构形式多为层状复合或者多层超材料复合，材料的整体性能较差，结构强度有待提高，同时性能较为单一，由于应用环境条件的恶劣化对吸波材料提出了更高的耐温耐候性的要求，而简单的层状树脂基复合材料或是超材料均无法保证宽频吸波的同时实现良好的结构强度与耐高温等性能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种耐高温宽频吸波结构复合材料，由复合材料介质层和周期性结构层由外至内依次复合而成，所述复合材料介质层为纤维预制体增强陶瓷基复合材料，由外至内依次为透波层和损耗层，所述周期性结构层为金属复合材料。