[發明專利]一種耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料的制備方法及產品

有效

• 申請號: 202111149705.6
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113735590B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 何汝杰;周妮平;王文清;張可強;張學勤
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 程小芳

本發明公開了一種耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料的制備方法及產品。所述耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料的制備步驟包括：(1)將光敏樹脂和分散劑混合，加入陶瓷粉體、光引發劑、防沉劑和增強相填料，球磨，制得耐高溫電磁吸波陶瓷基復合漿料；(2)利用步驟(1)中的耐高溫電磁吸波陶瓷基復合漿料進行光固化3D打印，制得耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料生坯；(3)將步驟(2)中的耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料生坯燒結，制得耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料二次坯體；(4)將步驟(3)中的耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料二次坯體浸漬，浸漬完成后固化，再進行燒結；循環浸漬、固化、燒結步驟，制得耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料。

技術領域

本發明涉及復合材料成型技術領域，特別涉及一種耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料的制備方法及產品。

背景技術

隨著國防與軍事領域面臨復雜嚴苛的高溫吸波環境，傳統吸波材料耐高溫性、抗氧化性、耐腐蝕性較差，難以達到高溫環境下電磁波高效能吸收要求。因此，為了滿足上述要求，亟需發展適用于高溫環境下的電磁吸波材料與結構，滿足其在嚴苛環境中的使用性能要求。陶瓷材料具有優異的耐高溫、耐化學腐蝕性能、力學性能、熱穩定性能、可調諧介電性能等，可滿足高溫吸波環境下應用要求。傳統制備方法，像熱壓燒結(HPS)、溶膠凝膠法(Sol-Gel)、化學鍍法等，制備工藝流程復雜，且無法實現復雜形狀吸波結構的制備。因此，需要開發一種新型電磁吸波材料與結構的成型方法，以彌補傳統制備方法的不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料的制備方法及產品。本發明提供的耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料的制備工藝與傳統制備工藝有所不同，其優勢在于成型速度快、成型尺寸精度高，可實現輕量化、復雜形狀結構的制備。為陶瓷基復合材料快速成型、小范圍批量化生產提供一種嶄新的思路。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

本發明技術方案之一：提供一種耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將光敏樹脂和分散劑混合，加入陶瓷粉體、光引發劑、防沉劑和增強相填料，球磨，制得耐高溫電磁吸波陶瓷基復合漿料；

(2)利用步驟(1)中的耐高溫電磁吸波陶瓷基復合漿料進行光固化3D打印，制得耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料生坯；

(3)將步驟(2)中的耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料生坯燒結，制得耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料二次坯體；

(4)將步驟(3)中的耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料二次坯體浸漬，浸漬完成后固化，再進行燒結；循環浸漬、固化、燒結步驟，制得耐高溫電磁吸波陶瓷基復合材料。

優選的，步驟(1)中所述光敏樹脂占光敏樹脂和陶瓷粉體體積之和的35～45％；所述光引發劑的用量為光敏樹脂質量的1～2％；所述分散劑的用量為陶瓷粉體質量的3～5％；所述防沉劑的用量為陶瓷粉體質量的0.5～1％；所述增強相填料的用量為陶瓷粉體質量的1～2％。

優選的，步驟(1)中所述光敏樹脂為1、6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)體積比1：1的混合物；所述分散劑為KOS110分散劑；所述陶瓷粉體為碳化硅(SiC)粉體；所述光引發劑為二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(TPO)；所述防沉劑為氣相納米二氧化硅(SiO₂)；所述增強相填料為無機碳材料或金屬氧化物。

更優選的，所述無機碳材料包括石墨烯或碳納米管，所述金屬氧化物包括TiO₂。

優選的，步驟(1)中所述球磨的轉速為300～400r/min，時間為4～5h。

優選的，所述光固化3D打印的工藝參數為光強12000～15000μw/cm²，首層曝光時間70～75s，其余層曝光時間15s，每層固化厚度50μm。