[发明专利]一种热、电磁多功能防护器及其制备方法

说明书

一种热、电磁多功能防护器及其制备方法，防护器包括耐高温树脂制备的防护器壳体，防护器壳体内部填充有多功能防护材料；多功能防护材料由纳米吸波颗粒和溶剂液体制备，纳米吸波颗粒是石墨烯、铁氧体和无水乙醇制备，溶剂液体由不同相变温度的相变石蜡和表面活性剂制备；制备方法是先制备掺杂纳米吸波颗粒的多功能防护材料，测量其固、液相电磁参数和热学参数，再根据参数设计多功能防护材料单元空间和防护器壳体，然后通过3D打印制备防护器壳体；最后将多功能防护材料和对应温度的相变石蜡熔化后封装入防护器壳体对应位置；本发明通过纳米吸波颗粒实现对电磁波的衰减，相变石蜡用来维持区域温度稳定，实现对关键区域的电磁、热的双重防护。

技术领域

本发明涉及热防护、热伪装和电磁波吸收技术领域，具体涉及一种热、电磁多功能防护器及其制备方法。

背景技术

信息传递自古以来就对社会的稳定与发展起到极大作用，现如今随着科技的进步，通讯中继站更多的由翱翔天际的卫星扮演，其除了面对空天复杂电磁干扰与攻击外，还要承受源自太阳的大量交变热载荷，如何实现热、电磁多功能防护亟待探索。传统电磁防护材料大多功能单一，体积、重量较大，对卫星的发射带来不利影响，难以实现工程应用；热防护材料多为绝热材料，体积较大、换热量较小，且基本不具备电磁防护能力，无法有效衰减空间电磁波，对卫星的安全运行和稳定造成不利影响。

当前的电磁防护材料主要为掺杂纳米吸波颗粒的电磁超材料，其结构强度差，吸波频段单一，无法很好地满足对关键结构的电磁防护需求；热防护材料主要为绝热材料或相变储能材料，且多为大区域调节，控温准确性较差，智能化程度不足，难以实现温度选区调节控制。

采用掺杂纳米吸波颗粒的温控材料基体制成复合材料是当下多功能防护材料的主流。目前的热电磁防护材料大多仅聚焦于吸波频段调控(多为VO₂材料)或材料热导率改良等单一方面，且吸波性能相对较差，机械强度低，难以同时满足热、电磁防护要求，无法起到有效的保护效果。

发明内容

为了克服上述现有材料的缺点，本发明的目的在于提供一种热、电磁多功能防护器及其制备方法，通过纳米吸波颗粒实现对电磁波的衰减，相变石蜡则用来维持区域温度稳定，进而实现对关键区域的电磁、热的双重防护。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种热、电磁多功能防护器，包括耐高温树脂制备的防护器壳体，防护器壳体内部填充有多功能防护材料；

所述的多功能防护材料由纳米吸波颗粒和溶剂液体制备而成，纳米吸波颗粒和溶剂液体的质量比为1.000：(19.000-3.348)；

所述的纳米吸波颗粒是石墨烯、铁氧体和无水乙醇制备而成，石墨烯、铁氧体和无水乙醇的质量比为1.000:(3.000-5.000):(650.000-750.000)；

所述的溶剂液体由不同相变温度的相变石蜡和表面活性剂制备而成，相变石蜡与表面活性剂的质量比为10.000:1.000。

所述的耐高温树脂为聚醚醚酮，通过3D打印制备防护器壳体，防护器壳体结构按照防护需求设计。

一种热、电磁多功能防护器的制备方法，包括以下步骤：

1)制备掺杂纳米吸波颗粒的多功能防护材料；

2)测量多功能防护材料的固、液相电磁参数和热学参数；

3)根据步骤2)测得参数设计多功能防护材料单元结构和防护器壳体，进行热、电磁耦合仿真分析并优化结构；

4)通过3D打印制备防护器壳体；

5)将多功能防护材料和对应温度的相变石蜡熔化后封装入防护器壳体对应位置并进行热、电磁防护效果测试。