[发明专利]一种超宽频防隔热/隐身/承载/电磁屏蔽一体化复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及复合材料领域，具体公开了一种超宽频防隔热/隐身/承载/电磁屏蔽一体化复合材料，由内到外依次包括承载/电磁屏蔽层、粘接层、第一气凝胶复合材料隔热层、第一有耗电磁周期结构层支撑层、第一有耗电磁周期结构层、第二气凝胶复合材料隔热层、第二有耗电磁周期结构层支撑层、第二有耗电磁周期结构层、第三气凝胶复合材料隔热层、第三有耗电磁周期结构层支撑层、第三有耗电磁周期结构层、第四气凝胶复合材料隔热层、防热层。本发明的复合材料具有好的超宽频隐身性能，吸波频段拓展到1GHz，吸波频段宽；隔热性能优异；承载/电磁屏蔽层赋予复合材料强的承载功能与电磁屏蔽功能。

技术领域

本发明属于复合材料领域，特别涉及一种超宽频防隔热/隐身/承载/电磁屏蔽一体化复合材料及其制备方法。

背景技术

高速飞行器在大气中长时飞行，气动热使机体表面温度可以达到数百甚至1000℃以上，为保证飞行器的正常工作，具有防热和隔热性能的热防护系统（TPS）成为高速飞行器不可或缺的组成部分。TPS要具备较好的防热功能，以维持飞行器的气动外形；同时还要具有优异的隔热性能，以保证飞行器的电子设备和油箱等能够正常工作。此外，随着探测、预警、拦截等技术手段的进步，对高速飞行器隐身性能提出相应的新要求，要求TPS具备宽频吸波功能。

目前，发展时间最长、较为成熟的TPS为陶瓷隔热瓦，但是陶瓷隔热瓦具有脆性、强度低、热导率较高、难以制造大尺寸构件等缺陷，难以满足高速飞行器对TPS的高效率和高可靠性等要求。同时，为了实现陶瓷隔热瓦的隐身性能，主要通过在陶瓷隔热瓦中添加高温雷达吸收剂实现吸波功能，但是吸收剂的添加会导致陶瓷隔热瓦热导率升高，影响隔热性能，还会带来材料均匀性变差的问题，同时由于高温电损耗吸收剂较差的频散特性难以实现宽频吸波功能；另一种是在陶瓷隔热瓦冷面制备常温吸波结构材料或者吸波涂层，将高温隐身变为常温隐身问题，但这个方案最大的问题是会给热防护带来额外的厚度与重量负担，，同时受陶瓷隔热瓦的电性能与厚度约束，会对常温吸波材料宽频吸波性能的设计与实现造成一定影响。中国专利ZL201710917617.3公开了一种宽频吸波的防隔热隐身复合材料及其制备方法，该复合材料具有较好的隔热性能，以及在4~18GHz或2~18GHz频段具有好的隐身性能，但存在一些不足：在低频段（1~4GHz或1~2GHz）隐身性能不明显；复合材料的结构强度不高，承载能力相对较低，使用时需要将复合材料粘接在飞行器等装备的金属框架+金属蒙皮表面，承载主要靠金属部件；复合材料的超材料制备于厚度为0.5~1mm的连续氧化物陶瓷纤维增强氧化物复合材料表面，工艺相对复杂；各层层铺时需要事先对超材料层进行打孔处理，层铺过程需要对两层超材料进行对孔，操作要求较高，特别是对于复杂构件实现困难；薄层的连续氧化物陶瓷纤维增强氧化物复合材料具有一定硬度，对于形状复杂零件层铺困难等。为了实现TPS材料隔热、承载、电磁屏蔽与超宽频吸波功能一体化的应用要求，以及方便简单的实现复杂构件的需要，本发明公开了一种超宽频防隔热/隐身/承载/电磁屏蔽一体化复合材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超宽频防隔热/隐身/承载/电磁屏蔽一体化复合材料及其制备方法，从而克服背景技术中提到的不足和缺陷。