[發明專利]一種活性碳氈電路屏結構吸波隱身材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110170415.X
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102316711A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 吳琪琳;李利偉;韓浩;全海宇;秦文貞
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于吸波隱身材料及其制備領域，特別涉及一種活性碳氈電路屏結構吸波隱身材料及其制備方法。

背景技術

吸波隱身材料是一類重要的材料，它不僅在提高戰斗機、潛艇、導彈等軍事武器的作戰能力等軍事方面有著特殊的戰略地位，同時在電磁屏蔽、建筑防輻等民用領域也有著不可取代的地位。吸波材料按其成型和承載能力，可以分為涂敷型吸波材料和結構型吸波材料兩大類。涂敷型吸波材料具有制備工藝簡單、使用方便、參數容易調節等優點，但是耐候性差、粘結性差、不能經受高溫等缺點限制了這類材料的使用范圍。而結構型吸波材料具有既能提高材料的有效載荷，又能減少材料的雷達散射截面積的雙重優點，因而受到越來越多研究者的重視。其中碳纖維結構吸波材料是主要的一類結構吸波材料，可用于制備“薄、輕、寬、強”的優質吸波材料，并已成功應用于隱身飛機和隱身導彈等隱身兵器。同時，電路屏結構吸波材料，由于可設計自由度大、易于展開帶寬等優異性能，受到越來越多的重視。電路屏的材質通常采用金屬、碳氈或導電高分子材料，結構單元有矩形、十字形、三角形等多種形狀，通過改變電路屏的結構參數可獲得所要求的吸波特性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種活性碳氈電路屏結構吸波隱身材料及其制備方法，該材料吸波性能優良，同時也具有較好的力學性能、較低的密度等優點。

本發明的一種活性碳氈電路屏結構吸波隱身材料，其特征在于：以活性碳氈電路屏為吸波體，玻璃纖維填充至電路屏的結構單元，在電路屏表面覆蓋有玻璃纖維布，形成復合吸波隱身材料。

所述活性碳氈電路屏的結構單元的幾何形狀為正方形、矩形或三角形。

所述結構單元為均勻分布或交叉分布。

所述玻璃纖維為E型玻璃纖維，單絲直徑為15～17μm，玻璃纖維的幾何形狀與碳氈電路屏結構單元的幾何形狀一致，玻璃纖維片的尺寸等于或小于碳氈電路屏結構單元的尺寸。

本發明的一種活性碳氈電路屏結構吸波隱身材料的制備方法，包括：

(1)將環氧樹脂(E-44型)與固化劑(T-31型)以質量比4∶1～5∶1混合并攪拌均勻，將混合溶液均勻涂在緊密排列的玻璃纖維上，脫除氣泡后，在45～60℃下固化12～18小時，制得玻璃纖維片；

(2)將步驟(1)中的混合溶液澆鑄到模具中，之后將活性碳氈電路屏放入模具中充分浸潤，將上述玻璃纖維片填充至電路屏的格柵中，在電路屏表面覆蓋一層玻璃纖維布，脫除氣泡后，在45～60℃下固化12～18小時，即得。

所述步驟(2)中的混合溶液在模具中高度為4～5mm。

對本發明制備的結構吸波隱身材料進行吸波性能測試時，可以分別在滿足填充的玻璃纖維的排布方向與水平面保持平行或垂直的條件下進行測試。

阻抗匹配的狀況或者匹配的程度在吸波材料的設計方面有著及其重要的地位，是吸波材料的的科研工作者和生產設計人員達成的共識。對于多層吸波材料，不僅要求材料表層的阻抗與大氣的阻抗相接近，材料內部阻抗的匹配性也是不容忽視的。因此，將玻璃纖維、芳綸纖維等透波材料與吸波體有效的搭配、組合，使電磁波的絕大部分或全部透入吸波體，進而最大限度的發揮吸波體的作用，不僅能擴展頻寬，也能獲得較好的吸波效果。

本發明材料表面整塊的玻璃纖維布可以調節材料表層阻抗與大氣阻抗的匹配性，使外界電磁波能絕大部分或全部透入材料內部。同時，以吸波性能優良的活性碳氈電路屏為吸波體，從最根本上保證了材料的吸波效果。此外，將具有透波性能的玻璃纖維片填充至電路屏的結構單元中，可以通過玻璃纖維片與吸波體的有效組合來改變吸波層的阻抗，最大限度的發揮吸波體的吸波作用，進一步提高材料的吸波隱身性能。

有益效果

(1)本發明吸波性能優良，在2～18GHz下能有效的吸收、衰減入射的電磁波，具有較寬的有效帶寬(反射衰減在-10dB以下的頻帶寬度)，反射衰減值可達-40dB；

(2)本發明是一種碳纖維/玻璃纖維增強的環氧樹脂基復合材料，在具有良好的吸波隱身性能的同時，也具有較好的力學性能、較低的密度等優點，是一種滿足“薄、輕、寬、強”性能要求的優質吸波材料；

(3)本發明的制備工藝簡單、操作簡單易行，原材料成本較低，所用設備簡單，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明的制備過程示意圖；

圖2為填充玻璃纖維的過程示意圖；