[發明專利]一種薄壁曲面石英/石英天線窗的成型方法

在審

• 申請號: 202310328945.5
• 申請日: 2023-03-30
• 公開（公告）號: CN116283329A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 夏細勝;楊曦;毛幫笑
• 申請（專利權）人: 北京新風航天裝備有限公司
• 主分類號: C04B35/82
• 分類號: C04B35/82;H01Q1/28;C04B35/80;C04B35/14;C04B35/622
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 張東雁

本發明是一種薄壁曲面石英/石英天線窗的成型方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟一、采用丙酮浸泡與空氣氛圍熱處理相結合的方式對石英纖維布進行預處理，以除去石英纖維表面的有機浸潤劑；步驟二、根據薄壁曲面石英/石英天線窗的長寬尺寸對石英纖維布長度及寬度方向進行裁剪，形成用于天線窗鋪層的石英纖維預制布；步驟三、將短切石英纖維加入硅溶膠中，浸泡1小時以上并充分攪拌得到短切石英纖維改性硅溶膠溶液；本發明采用石英纖維布作為增強體，取代了傳統的纖維編織體，降低了材料成本，浸漬?固化?熱解循環周期少，高效率成型同時降低工藝成本。

技術領域

本發明是一種薄壁曲面石英/石英天線窗的成型方法，屬于陶瓷基復合材料技術領域，具體涉及一種薄壁曲面石英/石英天線窗的成型方法。

背景技術

航天透波材料是保護航天飛行器在惡劣環境條件下通訊、遙測、制導、引爆等系統能正常工作的一種多功能介質材料。石英纖維增強石英陶瓷基(石英/石英)復合材料能同時滿足透波、防熱、承載等三項功能，是一種新型透波天線窗材料；在多種航天飛行器無線電系統中得到了廣泛的應用。通常武器系統艙段部位的天線窗具有薄壁、曲面的結構特性，其最薄區域壁厚僅有1.0mm，超薄特性對天線窗的各項性能提出了苛刻的要求。傳統的薄壁曲面石英/石英天線窗多為石英纖維編織的平板織物(2.5D，正交三向等)經過多次硅溶膠浸漬-裂解過程形成坯體，然后經過機械加工而成。該方法的纖維編織體成本較高，而且天線窗成型周期較長，限制了石英/石英天線窗的規模化工程應用。因此，需要發展高效、低成本的石英/石英天線窗成型技術。

發明內容

本發明旨在提供一種薄壁曲面石英/石英天線窗的成型方法，以克服現有技術的不足。

一種薄壁曲面石英/石英天線窗的成型方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟一、采用丙酮浸泡與空氣氛圍熱處理相結合的方式對石英纖維布進行預處理，以除去石英纖維表面的有機浸潤劑；具體做法：

a.將石英纖維浸泡于丙酮中36小時以上；

b.同時輔助以持續的超聲波振動；

c.之后將石英纖維從丙酮液中拿出，在室溫下晾干；

d.然后在高溫燒結爐中進行熱處理，保溫時間為0.5～2.0小時；

e.隨爐降溫除去石英纖維表面的有機浸潤劑；

步驟二、根據薄壁曲面石英/石英天線窗的長寬尺寸對石英纖維布長度及寬度方向進行裁剪，形成用于天線窗鋪層的石英纖維預制布；

步驟三、將短切石英纖維加入硅溶膠中，浸泡1小時以上并充分攪拌得到短切石英纖維改性硅溶膠溶液；

步驟四、將步驟二得到的預制布浸漬于硅溶膠中2小時以上，取出將其鋪貼在成型模具的凸模上，然后將步驟三得到的短切石英纖維改性硅溶膠均勻刷涂至剛剛鋪貼的預制布表面，刷涂完后進行下一塊預制布的鋪貼，再在最上面的預制布表面均勻刷涂短切石英纖維改性硅溶膠，直到預制布的鋪貼整體厚度達到設定厚度后，即完成鋪貼；

將成型模具合模、固化、脫模、燒結，得到薄壁曲面石英/石英天線窗的共形坯體；

步驟五、將共形坯體于浸漬罐中浸漬硅溶膠，拿出后再進行固化，重復浸漬-固化過程2～5次，然后進行燒結得到進一步致密化的共形坯體；

步驟六、按照產品外形尺寸對共形坯體進行機械加工得到薄壁曲面石英/石英天線窗。

其中，步驟一中所述石英纖維布為B型石英纖維平紋布或緞紋布，厚度為0.1～0.5mm；步驟二中所述短切石英纖維為B型石英纖維，長度為100～300μm。

在步驟一中，d.然后在高溫燒結爐中進行熱處理，保溫時間為0.5～2.0小時；其熱處理制度為：以1～10℃/min速率升至400～500℃，保溫時間為0.5～2.0小時。