[發(fā)明專利]一種具有透波、隔熱和承載性能的天線窗構(gòu)件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710678488.7
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107434421B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯勝;吳憲;葉冉冉;劉斌;趙英民
• 申請（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/622;C04B41/81
• 代理公司: 11609 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 譚輝;周嬌嬌

本發(fā)明涉及一種具有透波、隔熱和承載性能的天線窗構(gòu)件及其制備方法。所述天線窗構(gòu)件包括剛性隔熱瓦纖維骨架；彌散在所述剛性隔熱瓦纖維骨架中的二氧化硅氣凝膠彌散相；以及施加于所述天線窗構(gòu)件的外側(cè)的高發(fā)射率涂層。所述制備方法包括：提供骨架坯體；在骨架坯體上涂上高發(fā)射率涂層并燒結(jié)，得到燒結(jié)坯體；使燒結(jié)坯體復(fù)合二氧化硅氣凝膠，得到氣凝膠復(fù)合坯體；對氣凝膠復(fù)合坯體進行加工，得到具有規(guī)定尺寸的天線窗構(gòu)件。本發(fā)明所制得的天線窗構(gòu)件的耐溫性得到大幅提高，隔熱效果好，透波率可達80％以上，拉伸強度可接近10MPa，半球全譜發(fā)射率不低于0.85，尤其適用于高速飛行器的天線窗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有透波、隔熱和承載性能的天線窗構(gòu)件及其制備方法。

背景技術(shù)

高速飛行器需要使用天線窗構(gòu)件以實現(xiàn)電磁波的穿透，從而實現(xiàn)飛行軌跡精確控制。傳統(tǒng)的天線窗構(gòu)件的材料是一種多層復(fù)合材料，其中以酚醛樹脂為外殼，纖維增強二氧化硅氣凝膠為隔熱層，相變材料為內(nèi)層。所述多層復(fù)合材料的缺點是酚醛樹脂外殼的耐溫性不足；另一方面，二氧化硅氣凝膠材料的介電常數(shù)大，導(dǎo)致天線窗構(gòu)件的透波率不能滿足使用要求。

剛性隔熱瓦主要由石英纖維骨架和硼硅酸鹽粘接相組成，也可添加氧化鋁纖維、硼硅酸鋁纖維、莫來石纖維等以提高其高溫尺寸穩(wěn)定性及高溫隔熱效果。中國專利CN101691138A、CN 102199042A、CN 105272322A分別公布了不同種類的剛性隔熱瓦配方及其制備方法。中國專利CN 105502946A公布了一種高發(fā)射率涂層高發(fā)射率涂料配方及高發(fā)射率涂層制備方法。在高溫服役工況下表面高發(fā)射率涂層可以將絕大部分的氣動熱流重新發(fā)射回背景空間，從而起到熱防護效果。

二氧化硅氣凝膠具有較好的隔熱效果和較低的介電常數(shù)，因此被用作透波隔熱材料。但是純氣凝膠的力學(xué)強度極低，且介電損耗較大，因此需要將剛性隔熱瓦和二氧化硅氣凝膠進行復(fù)合。

傳統(tǒng)高速飛行器天線窗構(gòu)件的缺點包括耐溫性差(不耐高溫)、密度高、強度低、透波率低等。隨著技術(shù)的發(fā)展，高速飛行器的飛行速度越來越快、飛行里程越來越遠，非常需要開發(fā)出更加耐高溫、透波性能更好的天線窗構(gòu)件材料，以滿足先進高速飛行器對天線窗構(gòu)件的透波、隔熱、承載等性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有高速飛行器天線窗構(gòu)件材料耐溫性不足、透波率低、密度高、強度低等缺點，采用不同的技術(shù)方案來最終提供一種耐溫性更高的、輕質(zhì)的、表面強韌的、透波率高的天線窗構(gòu)件及其制備方法，以供各種先進高速飛行器作為天線窗構(gòu)件使用。

為此，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明的目的：

1、一種天線窗構(gòu)件，所述天線窗構(gòu)件包括：剛性隔熱瓦纖維骨架；彌散在所述剛性隔熱瓦纖維骨架中的二氧化硅氣凝膠彌散相；以及施加于所述天線窗構(gòu)件的外側(cè)的高發(fā)射率涂層。

2、根據(jù)技術(shù)方案1所述的天線窗構(gòu)件，所述天線窗構(gòu)件具有外弧面、側(cè)面、內(nèi)弧面和平臺部，所述外弧面位于所述天線窗構(gòu)件外側(cè)，所述側(cè)面的上邊緣與所述外弧面的周邊相接，所述平臺部與所述側(cè)面的下邊緣周邊連接并向外展出，并且設(shè)置有至少兩個沉孔。

3、根據(jù)技術(shù)方案1或2所述的天線窗構(gòu)件，所述剛性隔熱瓦纖維骨架包含1質(zhì)量％至5質(zhì)量％的氮化硼粘接劑、50質(zhì)量％至99質(zhì)量％的第一纖維和0質(zhì)量％至49質(zhì)量％的第二纖維；所述第一纖維選自由玻璃纖維和石英纖維組成的組；所述第二纖維選自由硅酸鋁、氧化鋯、氮化硼纖維、釔鋁石榴石纖維和氧化鋁纖維組成的組；優(yōu)選的是，所述第一纖維為石英纖維，所述第二纖維為氧化鋁纖維。

4、根據(jù)技術(shù)方案1至3中任一項所述的天線窗構(gòu)件，所述高發(fā)射率涂層耐受大于或者等于1260℃的溫度，并且半球全譜發(fā)射率大于或者等于0.85。