武器装备专用隐身材料.pdf

上传人:汲墨****o 文档编号:8829809 上传时间:2021-01-06 格式:PDF 页数:11 大小:344.19KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201710067703.X

申请日:

20170207

公开号:

CN106832378A

公开日:

20170613

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C08J7/04,C08L23/16,C08L67/00,C08K3/22,C09D163/00,C09D7/12,F41H3/00

主分类号:

C08J7/04,C08L23/16,C08L67/00,C08K3/22,C09D163/00,C09D7/12,F41H3/00

申请人:

江西乐富军工装备有限公司

发明人:

周乐平

地址:

330000 江西省南昌市南昌县小蓝经济开发区鑫维大道

优先权:

CN201710067703A

专利代理机构:

北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人:

喻莎

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明公开了一种武器装备专用隐身材料,包含内层和外层双层结构,内层为橡胶基复合材料,其中基体材料为三元乙丙橡胶,功能体材料为纳米氧化锌和聚酯纤维;外层为树脂基复合材料,其中基体材料为环氧树脂,功能体材料为多壁碳纳米管和Fe‑Nd‑Ta系氧化物粉末。本发明公开的武器装备专用隐身材料外层和外层所用复合材料均具有良好的磁损耗性能和电损耗性能,且外层的波阻抗要明显大于内层波阻抗,因此本发明公开的武器装备专用隐身材料结构合理,极大地提高了材料吸收电磁波的能力,同时相比于传统的铁系复合隐身材料和陶瓷基复合材料,重量明显下降,适用于航空飞机以及各类飞行器表面的隐身涂料。

权利要求书

1.一种武器装备专用隐身材料,其特征在于,包含双层结构,内层为橡胶基复合材料,其中基体材料为三元乙丙橡胶,功能体材料为纳米氧化锌和聚酯纤维;外层为树脂基复合材料,其中基体材料为环氧树脂,功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末。 2.根据权利要求1所述的一种武器装备专用隐身材料,其特征在于,所述内层中,纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为2~3:1,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:20~30。 3.根据权利要求2所述的一种武器装备专用隐身材料,其特征在于,所述聚酯纤维为短纤维,纤维的直径在16~25μm之间,纤维的长度为2.5~4mm。 4.根据权利要求1所述的一种武器装备专用隐身材料,其特征在于,所述外层中,多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.2~1.5,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:25~40。 5.根据权利要求1-4任一项所述的一种武器装备专用隐身材料,其特征在于,所述内层厚度为0.2~0.4mm,所述外层厚度为0.1~0.3mm。 6.权利要求1-5中任一项所述武器装备专用隐身材料的制备方法,其具体步骤为:1)内层的制备:a.按照配比称量纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末;b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟,混炼温度60~70℃,混炼机双辊间距为0.6mm;c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼,混炼时间为10~20min;d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min,轻微搅拌,分散后将溶液转入烘干箱中烘干其中的丙酮,烘干温度不高于50℃,然后将干燥后的粉末加入混炼机内混炼10~20min,混炼时,用刀切割翻转物料次数控制在3~5次之间;e.向混炼机中加入橡胶软化剂,软化剂的量为混炼机内纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶重质量的5.7%,当物料色泽均匀、表面无毛边或凸起缺陷,出现暗光泽色后,即可出片;f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实,压实后的复合橡胶片厚度为0.2~0.4mm;g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化,硫化温度140~160℃,硫化时间3~4h,硫化后即获得隐身材料的内层。2)外层的制备:a.按照摩尔比3~5:1:1的量量取Fe(NO)·9HO、Nd(NO)·6HO和TaCl粉末并混合,然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解,并控制溶解后溶液中的Fe浓度为2~3mol/L;b.向步骤a所得溶液中滴加氨水,使得溶液PH呈中性,然后将中性溶液置于60℃水浴箱中保温10min制得溶胶,将溶胶转入烘箱中,在90℃的烘干温度下干燥,使得溶胶中的溶质析出制得凝胶,再将溶液通过抽滤机抽滤分离,提取凝胶;c.将凝胶置于马弗炉中煅烧,煅烧温度为550~600℃,煅烧时间为2~3h,煅烧后取出空冷,制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末;d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比1.7~2.5:1的比例均匀混合成混合粉末,量取一定量的环氧树脂,并将环氧树脂水浴加热到60℃,然后将混合粉末加入环氧树脂内,不停的搅拌混合物,随后以体积比环氧树脂:乙二胺:乙醇=10:1:1的比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌,在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表面,环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料,所述树脂基复合材料即隐身材料的外层,外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。 7.根据权利要求6所述的一种武器装备专用隐身材料的制备方法,其特征在于,所述橡胶软化剂为石蜡油、凡士林、沥青、石油树脂的一种或几种。 8.根据权利要求6或7所述的一种武器装备专用隐身材料的制备方法,其特征在于,为了使固化混合液铺展更均匀,先将步骤1)制得的隐身材料内层加热到80℃,然后将固化混合液倒在隐身材料内层表面,再用滚刷碾平整。

说明书

技术领域

本发明属于新型材料技术领域,特别涉及一种武器装备专用隐身材料。

背景技术

隐身材料作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手段,广泛地用于现代军事工业当中。对其理论和生产工艺的研究开始于第二次世界大战时期,并迅速被世界各国视为重点研究、开发的军事高新技术项目。从70年代至80年代时期内,隐身材料的研究还主要限于美国和苏联这样的军事化强国内,并且研究处于秘密阶段,隐身材料优异的性能和广阔的前景尚不为世人所熟知。直到80年代的末期,相继投入战争或使用的的美国隐身飞机,才真正使得隐身材料在现代化的战争和国防事业中崭露头角,各国开始竞相投入大量的人力物力开发隐身材料,这无疑代表了隐身材料已经进入了一个繁荣发展的新时期。F-22战斗机作为世界上第一款投入服役的第四代战斗机,经隐身设计和涂敷吸收电磁波的特殊材料,实现了全面隐身,在航空史上具有划时代的意义,标志着当今世界正开始进入“隐形空军时代”。

隐身材料的分类方法有很多种,按隐身吸波原理,隐身材料可分为吸收型和干涉型两类。吸收型隐身材料本身对雷达波进行吸收损耗,基本类型有复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变“宽频”吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体;干涉型则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消,如波长“谐振”吸收体,这类材料的缺点是吸收频带较窄。按材料成型工艺和承载能力,可分为涂覆型隐身材料和结构型隐身材料。前者是将吸收剂(金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等)与粘合剂混合后,涂覆于目标表面形成隐身涂层;后者是具有承载和吸波的双重功能,通常是将吸收剂分散在层状结构材料中,或是采用强度高、透波性能好的高聚物复合材料(如玻璃钢、芳给纤维复合材料等)为面板,蜂窝状波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。

近十年来,由于军工武器装备的需求,促进了隐身材料的研究和生产取得了丰硕的发展成果。但是,即使是目前学界公认最佳的隐身材料,其性能仍然不甚客观,仍然不具备满足应对各种环境下的材料性能,仍存在着自身难以克服的缺陷,或技术尚无法解决的难题,仍较难满足日益提高的隐身技术所提出的薄、宽、轻、强和高效的综合要求。技术方面,特别是宽频吸收剂和吸收效率方面还存在较大问题。各种隐身材料在应对单一环境,或者是基于一项或几项特点的参数指标时,都有较好的隐身性能,但对于隐身材料综合性能提升方面研究较少,使得目前应用的隐身材料在多元的环境下总是存在这样或那样的缺陷难以克服,严重阻碍了隐身材料技术领域的发展。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足,本发明提供了武器装备专用隐身材料,使得材料的吸波隐身能力大幅度提升,同时材料耐大气腐蚀性能较好,具备一定的强度,稳定性高;且相比于传统铁氧体隐身材料,重量减轻,适用于航空工业的隐身涂料。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种武器装备专用隐身材料,包含双层结构,内层为橡胶基复合材料,其中基体材料为三元乙丙橡胶,功能体材料为纳米氧化锌和聚酯纤维;外层为树脂基复合材料,其中基体材料为环氧树脂,功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末。

优选地,所述内层中,纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为2~3:1,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:20~30。

优选地,所述聚酯纤维为短纤维,纤维的直径在16~25μm之间,纤维的长度为2.5~4mm。

优选地,所述外层中,多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.2~1.5,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:25~40。

优选地,所述内层厚度为0.2~0.4mm,所述外层厚度为0.1~0.3mm。

本发明还公开了所述武器装备专用隐身材料的制备方法,其具体步骤为:

1)内层的制备:

a.按照配比称量纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末;

b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟,混炼温度设定为60~70℃,为保证复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性,混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm;

c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼,混炼时间为10~20min;

d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min,分散过程中对溶液轻微搅拌,分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮,烘干温度不高于50℃,然后将干燥后的粉末加入混炼机内混炼10~20min,混炼时,用刀切割翻转物料次数控制在3~5次之间;

e.向混炼机中加入橡胶软化剂,软化剂的量为混炼机内纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶重质量的5.7%,当物料色泽均匀、表面无毛边或凸起缺陷,出现暗光泽色后,即可出片;

f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实,为防止压实过程中复合橡胶片表面损伤,将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实,不锈钢片表面光滑,辊压机双辊的缝隙间距按压实后的橡胶片厚度进行调节,压实后的复合橡胶片厚度为0.2~0.4mm;

g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化,硫化温度140~160℃,硫化时间3~4h,硫化后即获得隐身材料的内层。

2)外层的制备:

a.按照摩尔比3~5:1:1的量量取Fe(NO3)3·9H2O、Nd(NO3)3·6H2O和TaCl5粉末并混合,然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解,柠檬酸水溶液的量加以控制,使溶解后溶液中的Fe3+浓度为2~3mol/L;

b.向步骤a所得溶液中滴加氨水,使得溶液PH值呈中性为止,然后将中性溶液置于60℃水浴箱中保温10min制得溶胶,将溶胶转入烘箱中,在90℃的烘干温度下干燥,使得溶胶中的溶质析出制得凝胶,再将溶液通过抽滤机抽滤分离,提取凝胶;

c.将凝胶置于马弗炉中煅烧,煅烧温度为550~600℃,煅烧时间为2~3h,煅烧后取出空冷,制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末;

d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比1.7~2.5:1的比例均匀混合成混合粉末,量取一定量的环氧树脂,并将环氧树脂水浴加热到60℃,然后将混合粉末加入环氧树脂内,不停的搅拌混合物,随后以体积比环氧树脂:乙二胺:乙醇=10:1:1的比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌,这时溶液温度上升且黏度下降,在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表面,环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料,所述树脂基复合材料即隐身材料的外层,外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。

优选地,所述橡胶软化剂为石蜡油、凡士林、沥青、石油树脂的一种或几种。

优选地,为了使固化混合液铺展更均匀,先将步骤1)制得的隐身材料内层加热到80℃,然后将固化混合液倒在隐身材料内层表面,再用滚刷碾平整。

本发明的有益效果是:

1.本发明所述武器装备专用隐身材料采用双层结构,外层和外层所用复合材料均具有良好的磁损耗性能和电损耗性能,且外层的波阻抗要明显大于内层波阻抗,因此本发明公开的隐身材料结构合理,极大地提高了材料吸收电磁波的能力。

2.本发明所述武器装备专用隐身材料的内层和外层均采用轻质复合材料,相比于传统的铁系复合隐身材料和陶瓷基复合材料,重量明显下降,适用于各类武器装备、航空飞机以及各类飞行器表面的隐身涂料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明,应该理解的是,这些实施例仅用于例证的目的,绝不限制本发明的保护范围。

实施例1

一种武器装备专用隐身材料,包含内层和外层双层结构,内层厚度为0.2mm,所述外层厚度为0.1mm。内层为橡胶基复合材料,其中基体材料为三元乙丙橡胶,功能体材料为纳米氧化锌和聚酯纤维,纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为2:1,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:20,其中聚酯纤维为短纤维,纤维的直径在16μm之间,纤维的长度为2.5mm。外层为树脂基复合材料,其中基体材料为环氧树脂,功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末,多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.2,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:25。

上述隐身材料的制备方法具体步骤为:

1)内层的制备:

a.按照配比称量纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末;

b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟,混炼温度设定为60℃,为保证复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性,混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm;

c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼,混炼时间为10min;

d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min,分散过程中对溶液轻微搅拌,分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮,烘干温度不高于50℃,然后将干燥后的粉末加入混炼机内混炼10min,混炼时,用刀切割翻转物料次数控制在3~5次之间;

e.向混炼机中加入石蜡油,石蜡油的量为混炼机内纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶重质量的5.7%,当物料色泽均匀、表面无毛边或凸起缺陷,出现暗光泽色后,即可出片;

f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实,为防止压实过程中复合橡胶片表面损伤,将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实,不锈钢片表面光滑,辊压机双辊的缝隙间距按压实后的橡胶片厚度进行调节,压实后的复合橡胶片厚度为0.2mm;

g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化,硫化温度140℃,硫化时间3h,硫化后即获得隐身材料的内层。

2)外层的制备:

a.按照摩尔比3~5:1:1的量量取Fe(NO3)3·9H2O、Nd(NO3)3·6H2O和TaCl5粉末并混合,然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解,柠檬酸水溶液的量加以控制,使溶解后溶液中的Fe3+浓度为2mol/L;

b.向步骤a所得溶液中滴加氨水,使得溶液PH值呈中性为止,然后将中性溶液置于60℃水浴箱中保温10min制得溶胶,将溶胶转入烘箱中,在90℃的烘干温度下干燥,使得溶胶中的溶质析出制得凝胶,再将溶液通过抽滤机抽滤分离,提取凝胶;

c.将凝胶置于马弗炉中煅烧,煅烧温度为550℃,煅烧时间为2h,煅烧后取出空冷,制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末;

d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比1.7:1的比例均匀混合成混合粉末,量取一定量的环氧树脂,并将环氧树脂水浴加热到60℃,然后将混合粉末加入环氧树脂内,不停的搅拌混合物,随后以体积比环氧树脂:乙二胺:乙醇=10:1:1的比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌,这时溶液温度上升且黏度下降,在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表面,环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料,所述树脂基复合材料即隐身材料的外层,外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。

将上述所得隐身材料加工切割成150mm×150mm的方形试样块,然后采用雷达吸波材料(RAM)反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能,扫描范围为0.5GHz~20GHz,最大衰减设置成-50dB。获得的结果如表1所示。

实施例2:

一种武器装备专用隐身材料,包含内层和外层双层结构,内层厚度为0.3mm,所述外层厚度为0.2mm。内层为橡胶基复合材料,其中基体材料为三元乙丙橡胶,功能体材料为纳米氧化锌和聚酯纤维,纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为2.7:1,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:24,其中聚酯纤维为短纤维,纤维的直径在20μm之间,纤维的长度为3.1mm。外层为树脂基复合材料,其中基体材料为环氧树脂,功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末,多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.2,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:27。

上述隐身材料的制备方法具体步骤为:

1)内层的制备:

a.按照配比称量纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末;

b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟,混炼温度设定为60℃,为保证复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性,混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm;

c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼,混炼时间为10min;

d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min,分散过程中对溶液轻微搅拌,分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮,烘干温度不高于50℃,然后将干燥后的粉末加入混炼机内混炼10min,混炼时,用刀切割翻转物料次数控制在3次之间;

e.向混炼机中加入石蜡油,石蜡油的量为混炼机内纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶重质量的5.7%,当物料色泽均匀、表面无毛边或凸起缺陷,出现暗光泽色后,即可出片;

f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实,为防止压实过程中复合橡胶片表面损伤,将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实,不锈钢片表面光滑,辊压机双辊的缝隙间距按压实后的橡胶片厚度进行调节,压实后的复合橡胶片厚度为0.2~0.4mm;

g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化,硫化温度150℃,硫化时间3h,硫化后即获得隐身材料的内层。

2)外层的制备:

a.按照摩尔比4:1:1的量量取Fe(NO3)3·9H2O、Nd(NO3)3·6H2O和TaCl5粉末并混合,然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解,柠檬酸水溶液的量加以控制,使溶解后溶液中的Fe3+浓度为2mol/L;

b.向步骤a所得溶液中滴加氨水,使得溶液PH值呈中性为止,然后将中性溶液置于60℃水浴箱中保温10min制得溶胶,将溶胶转入烘箱中,在90℃的烘干温度下干燥,使得溶胶中的溶质析出制得凝胶,再将溶液通过抽滤机抽滤分离,提取凝胶;

c.将凝胶置于马弗炉中煅烧,煅烧温度为570℃,煅烧时间为2h,煅烧后取出空冷,制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末;

d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比2:1的比例均匀混合成混合粉末,量取一定量的环氧树脂,并将环氧树脂水浴加热到60℃,然后将混合粉末加入环氧树脂内,不停的搅拌混合物,随后以体积比环氧树脂:乙二胺:乙醇=10:1:1的比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌,这时溶液温度上升且黏度下降,在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表面,环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料,所述树脂基复合材料即隐身材料的外层,外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。

将上述所得隐身材料加工切割成150mm×150mm的方形试样块,然后采用雷达吸波材料(RAM)反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能,扫描范围为0.5GHz~20GHz,最大衰减设置成-50dB。获得的结果如表1所示。

实施例3:

一种武器装备专用隐身材料,包含内层和外层双层结构,内层厚度为0.4mm,所述外层厚度为0.2mm。内层为橡胶基复合材料,其中基体材料为三元乙丙橡胶,功能体材料为纳米氧化锌和聚酯纤维,纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为3:1,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:25,其中聚酯纤维为短纤维,纤维的直径在23μm之间,纤维的长度为3.5mm。外层为树脂基复合材料,其中基体材料为环氧树脂,功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末,多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.5,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:35。

上述隐身材料的制备方法具体步骤为:

1)内层的制备:

a.按照配比称量纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末;

b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟,混炼温度设定为70℃,为保证复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性,混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm;

c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼,混炼时间为20min;

d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min,分散过程中对溶液轻微搅拌,分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮,烘干温度不高于50℃,然后将干燥后的粉末加入混炼机内混炼20min,混炼时,用刀切割翻转物料次数控制在5次之间;

e.向混炼机中加入石油树脂,石油树脂的量为混炼机内纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶重质量的5.7%,当物料色泽均匀、表面无毛边或凸起缺陷,出现暗光泽色后,即可出片;

f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实,为防止压实过程中复合橡胶片表面损伤,将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实,不锈钢片表面光滑,辊压机双辊的缝隙间距按压实后的橡胶片厚度进行调节,压实后的复合橡胶片厚度为0.4mm;

g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化,硫化温度150℃,硫化时间4h,硫化后即获得隐身材料的内层。

2)外层的制备:

a.按照摩尔比4:1:1的量量取Fe(NO3)3·9H2O、Nd(NO3)3·6H2O和TaCl5粉末并混合,然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解,柠檬酸水溶液的量加以控制,使溶解后溶液中的Fe3+浓度为3mol/L;

b.向步骤a所得溶液中滴加氨水,使得溶液PH值呈中性为止,然后将中性溶液置于60℃水浴箱中保温10min制得溶胶,将溶胶转入烘箱中,在90℃的烘干温度下干燥,使得溶胶中的溶质析出制得凝胶,再将溶液通过抽滤机抽滤分离,提取凝胶;

c.将凝胶置于马弗炉中煅烧,煅烧温度为600℃,煅烧时间为3h,煅烧后取出空冷,制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末;

d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比2:1的比例均匀混合成混合粉末,量取一定量的环氧树脂,并将环氧树脂水浴加热到60℃,然后将混合粉末加入环氧树脂内,不停的搅拌混合物,随后以体积比环氧树脂:乙二胺:乙醇=10:1:1的比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌,这时溶液温度上升且黏度下降,在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表面,环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料,所述树脂基复合材料即隐身材料的外层,外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。

将上述所得隐身材料加工切割成150mm×150mm的方形试样块,然后采用雷达吸波材料(RAM)反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能,扫描范围为0.5GHz~20GHz,最大衰减设置成-50dB。获得的结果如表1所示。

实施例4:

一种武器装备专用隐身材料,包含内层和外层双层结构,内层厚度为0.4mm,所述外层厚度为0.3mm。内层为橡胶基复合材料,其中基体材料为三元乙丙橡胶,功能体材料为纳米氧化锌和聚酯纤维,纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为3:1,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:30,其中聚酯纤维为短纤维,纤维的直径在25μm之间,纤维的长度为4mm。外层为树脂基复合材料,其中基体材料为环氧树脂,功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末,多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.5,功能体材料总体和基体材料的质量比为1:40。

上述隐身材料的制备方法具体步骤为:

1)内层的制备:

a.按照配比称量纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末;

b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟,混炼温度设定为70℃,为保证复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性,混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm;

c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼,混炼时间为20min;

d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min,分散过程中对溶液轻微搅拌,分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮,烘干温度不高于50℃,然后将干燥后的粉末加入混炼机内混炼20min,混炼时,用刀切割翻转物料次数控制在5次之间;

e.向混炼机中加入石油树脂,石油树脂的量为混炼机内纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶重质量的5.7%,当物料色泽均匀、表面无毛边或凸起缺陷,出现暗光泽色后,即可出片;

f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实,为防止压实过程中复合橡胶片表面损伤,将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实,不锈钢片表面光滑,辊压机双辊的缝隙间距按压实后的橡胶片厚度进行调节,压实后的复合橡胶片厚度为0.4mm;

g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化,硫化温度160℃,硫化时间4h,硫化后即获得隐身材料的内层。

2)外层的制备:

a.按照摩尔比5:1:1的量量取Fe(NO3)3·9H2O、Nd(NO3)3·6H2O和TaCl5粉末并混合,然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解,柠檬酸水溶液的量加以控制,使溶解后溶液中的Fe3+浓度为3mol/L;

b.向步骤a所得溶液中滴加氨水,使得溶液PH值呈中性为止,然后将中性溶液置于60℃水浴箱中保温10min制得溶胶,将溶胶转入烘箱中,在90℃的烘干温度下干燥,使得溶胶中的溶质析出制得凝胶,再将溶液通过抽滤机抽滤分离,提取凝胶;

c.将凝胶置于马弗炉中煅烧,煅烧温度为550℃,煅烧时间为2h,煅烧后取出空冷,制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末;

d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比2.5:1的比例均匀混合成混合粉末,量取一定量的环氧树脂,并将环氧树脂水浴加热到60℃,然后将混合粉末加入环氧树脂内,不停的搅拌混合物,随后以体积比环氧树脂:乙二胺:乙醇=10:1:1的比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌,这时溶液温度上升且黏度下降,在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表面,环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料,所述树脂基复合材料即隐身材料的外层,外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。

将上述所得隐身材料加工切割成150mm×150mm的方形试样块,然后采用雷达吸波材料(RAM)反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能,扫描范围为0.5GHz~20GHz,最大衰减设置成-50dB。获得的结果如表1所示。

表1各实施例检测结果一览表

如表1所示,本发明公开的武器装备专用隐身材料在成分和制备工艺范围内均具有良好的雷达波吸收性能,在0.5GHz~20GHz频带区间均可吸收雷达波。相比于现有隐身材料,最低反射率值较为可观,最低可到达-25.96dB,且在反射率R≤-10dB的情况下,仍然具有十分宽阔的吸收频段,说明隐身材料对雷达吸收较为彻底,隐身效果良好。另外,由表中可以看出,最低反射率频段相比于现有材料有向低频段移动的趋势,说明本发明在低频雷达吸收技术领域可能有具有广阔的应用前景。

武器装备专用隐身材料.pdf_第1页
第1页 / 共11页
武器装备专用隐身材料.pdf_第2页
第2页 / 共11页
武器装备专用隐身材料.pdf_第3页
第3页 / 共11页
点击查看更多>>
资源描述

《武器装备专用隐身材料.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《武器装备专用隐身材料.pdf(11页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710067703.X (22)申请日 2017.02.07 (71)申请人 江西乐富军工装备有限公司 地址 330000 江西省南昌市南昌县小蓝经 济开发区鑫维大道 (72)发明人 周乐平 (74)专利代理机构 北京科亿知识产权代理事务 所(普通合伙) 11350 代理人 喻莎 (51)Int.Cl. C08J 7/04(2006.01) C08L 23/16(2006.01) C08L 67/00(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C09D 163。

2、/00(2006.01) C09D 7/12(2006.01) F41H 3/00(2006.01) (54)发明名称 武器装备专用隐身材料 (57)摘要 本发明公开了一种武器装备专用隐身材料, 包含内层和外层双层结构, 内层为橡胶基复合材 料, 其中基体材料为三元乙丙橡胶, 功能体材料 为纳米氧化锌和聚酯纤维; 外层为树脂基复合材 料, 其中基体材料为环氧树脂, 功能体材料为多 壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末。 本发明公 开的武器装备专用隐身材料外层和外层所用复 合材料均具有良好的磁损耗性能和电损耗性能, 且外层的波阻抗要明显大于内层波阻抗, 因此本 发明公开的武器装备专用隐身材料。

3、结构合理, 极 大地提高了材料吸收电磁波的能力, 同时相比于 传统的铁系复合隐身材料和陶瓷基复合材料, 重 量明显下降, 适用于航空飞机以及各类飞行器表 面的隐身涂料。 权利要求书2页 说明书8页 CN 106832378 A 2017.06.13 CN 106832378 A 1.一种武器装备专用隐身材料, 其特征在于, 包含双层结构, 内层为橡胶基复合材料, 其中基体材料为三元乙丙橡胶, 功能体材料为纳米氧化锌和聚酯纤维; 外层为树脂基复合 材料, 其中基体材料为环氧树脂, 功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末。 2.根据权利要求1所述的一种武器装备专用隐身材料, 其特征。

4、在于, 所述内层中, 纳米 氧化锌和聚酯纤维的质量比为23:1, 功能体材料总体和基体材料的质量比为1:2030。 3.根据权利要求2所述的一种武器装备专用隐身材料, 其特征在于, 所述聚酯纤维为短 纤维, 纤维的直径在1625 m之间, 纤维的长度为2.54mm。 4.根据权利要求1所述的一种武器装备专用隐身材料, 其特征在于, 所述外层中, 多壁 碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.21.5, 功能体材料总体和基体材料的 质量比为1:2540。 5.根据权利要求1-4任一项所述的一种武器装备专用隐身材料, 其特征在于, 所述内层 厚度为0.20.4mm, 所述外层厚度为。

5、0.10.3mm。 6.权利要求1-5中任一项所述武器装备专用隐身材料的制备方法, 其具体步骤为: 1)内层的制备: a.按照配比称量纳米氧化锌、 聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末; b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟, 混炼温度6070, 混炼机双辊间 距为0.6mm; c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼, 混炼时 间为1020min; d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min, 轻微搅拌, 分散后将 溶液转入烘干箱中烘干其中的丙酮, 烘干温度不高于50, 然后将干燥后的粉末加入混炼 机内混炼1020min, 混炼时, 用刀切割翻。

6、转物料次数控制在35次之间; e.向混炼机中加入橡胶软化剂, 软化剂的量为混炼机内纳米氧化锌、 聚酯纤维和三元 乙丙橡胶重质量的5.7, 当物料色泽均匀、 表面无毛边或凸起缺陷, 出现暗光泽色后, 即可 出片; f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实, 压实后的复合橡胶片厚度为0.20.4mm; g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化, 硫化温度140160, 硫化时间3 4h, 硫化后即获得隐身材料的内层。 2)外层的制备: a.按照摩尔比35:1:1的量量取Fe(NO3)39H2O、 Nd(NO3)36H2O和TaCl5粉末并混合, 然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解, 并控制。

7、溶解后溶液中的Fe3+浓度为2 3mol/L; b.向步骤a所得溶液中滴加氨水, 使得溶液PH呈中性, 然后将中性溶液置于60水浴箱 中保温10min制得溶胶, 将溶胶转入烘箱中, 在90的烘干温度下干燥, 使得溶胶中的溶质 析出制得凝胶, 再将溶液通过抽滤机抽滤分离, 提取凝胶; c.将凝胶置于马弗炉中煅烧, 煅烧温度为550600, 煅烧时间为23h, 煅烧后取出 空冷, 制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末; d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比1.72.5:1的比 例均匀混合成混合粉末, 量取一定量的环氧树脂, 并将环氧树脂水浴加热到60, 然后将混 权利要。

8、求书 1/2 页 2 CN 106832378 A 2 合粉末加入环氧树脂内, 不停的搅拌混合物, 随后以体积比环氧树脂: 乙二胺: 乙醇10:1: 1的比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌, 在环氧树脂开始 固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表面, 环氧树脂固化后在所述内 层表面形成树脂基复合材料, 所述树脂基复合材料即隐身材料的外层, 外层和内层组合构 成了所述武器装备专用隐身材料。 7.根据权利要求6所述的一种武器装备专用隐身材料的制备方法, 其特征在于, 所述橡 胶软化剂为石蜡油、 凡士林、 沥青、 石油树脂的一种或几种。 8.根据权利要求6或7。

9、所述的一种武器装备专用隐身材料的制备方法, 其特征在于, 为 了使固化混合液铺展更均匀, 先将步骤1)制得的隐身材料内层加热到80, 然后将固化混 合液倒在隐身材料内层表面, 再用滚刷碾平整。 权利要求书 2/2 页 3 CN 106832378 A 3 武器装备专用隐身材料 技术领域 0001 本发明属于新型材料技术领域, 特别涉及一种武器装备专用隐身材料。 背景技术 0002 隐身材料作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手段, 广泛地用于现代军 事工业当中。 对其理论和生产工艺的研究开始于第二次世界大战时期, 并迅速被世界各国 视为重点研究、 开发的军事高新技术项目。 从70年代至80。

10、年代时期内, 隐身材料的研究还主 要限于美国和苏联这样的军事化强国内, 并且研究处于秘密阶段, 隐身材料优异的性能和 广阔的前景尚不为世人所熟知。 直到80年代的末期, 相继投入战争或使用的的美国隐身飞 机, 才真正使得隐身材料在现代化的战争和国防事业中崭露头角, 各国开始竞相投入大量 的人力物力开发隐身材料, 这无疑代表了隐身材料已经进入了一个繁荣发展的新时期。 F- 22战斗机作为世界上第一款投入服役的第四代战斗机, 经隐身设计和涂敷吸收电磁波的特 殊材料, 实现了全面隐身, 在航空史上具有划时代的意义, 标志着当今世界正开始进入 “隐 形空军时代” 。 0003 隐身材料的分类方法有很多。

11、种, 按隐身吸波原理, 隐身材料可分为吸收型和干涉 型两类。 吸收型隐身材料本身对雷达波进行吸收损耗, 基本类型有复磁导率与复介电常数 基本相等的吸收体、 阻抗渐变 “宽频” 吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体; 干涉型则是利 用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消, 如波长 “谐振” 吸收 体, 这类材料的缺点是吸收频带较窄。 按材料成型工艺和承载能力, 可分为涂覆型隐身材料 和结构型隐身材料。 前者是将吸收剂(金属或合金粉末、 铁氧体、 导电纤维等)与粘合剂混合 后, 涂覆于目标表面形成隐身涂层; 后者是具有承载和吸波的双重功能, 通常是将吸收剂分 散在层状结构材料中, 。

12、或是采用强度高、 透波性能好的高聚物复合材料(如玻璃钢、 芳给纤 维复合材料等)为面板, 蜂窝状波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。 0004 近十年来, 由于军工武器装备的需求, 促进了隐身材料的研究和生产取得了丰硕 的发展成果。 但是, 即使是目前学界公认最佳的隐身材料, 其性能仍然不甚客观, 仍然不具 备满足应对各种环境下的材料性能, 仍存在着自身难以克服的缺陷, 或技术尚无法解决的 难题, 仍较难满足日益提高的隐身技术所提出的薄、 宽、 轻、 强和高效的综合要求。 技术方 面, 特别是宽频吸收剂和吸收效率方面还存在较大问题。 各种隐身材料在应对单一环境, 或 者是基于一项或几项特点的参数指。

13、标时, 都有较好的隐身性能, 但对于隐身材料综合性能 提升方面研究较少, 使得目前应用的隐身材料在多元的环境下总是存在这样或那样的缺陷 难以克服, 严重阻碍了隐身材料技术领域的发展。 发明内容 0005 为解决现有技术的缺点和不足, 本发明提供了武器装备专用隐身材料, 使得材料 的吸波隐身能力大幅度提升, 同时材料耐大气腐蚀性能较好, 具备一定的强度, 稳定性高; 且相比于传统铁氧体隐身材料, 重量减轻, 适用于航空工业的隐身涂料。 说明书 1/8 页 4 CN 106832378 A 4 0006 为实现上述目的, 本发明采用的技术方案为: 一种武器装备专用隐身材料, 包含双 层结构, 内层。

14、为橡胶基复合材料, 其中基体材料为三元乙丙橡胶, 功能体材料为纳米氧化锌 和聚酯纤维; 外层为树脂基复合材料, 其中基体材料为环氧树脂, 功能体材料为多壁碳纳米 管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末。 0007 优选地, 所述内层中, 纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为23:1, 功能体材料总体 和基体材料的质量比为1:2030。 0008 优选地, 所述聚酯纤维为短纤维, 纤维的直径在1625 m之间, 纤维的长度为2.5 4mm。 0009 优选地, 所述外层中, 多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.2 1.5, 功能体材料总体和基体材料的质量比为1:2540。 0010 。

15、优选地, 所述内层厚度为0.20.4mm, 所述外层厚度为0.10.3mm。 0011 本发明还公开了所述武器装备专用隐身材料的制备方法, 其具体步骤为: 0012 1)内层的制备: 0013 a.按照配比称量纳米氧化锌、 聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末; 0014 b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟, 混炼温度设定为6070, 为 保证复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性, 混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm; 0015 c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼, 混 炼时间为1020min; 0016 d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散。

16、5min, 分散过程中对 溶液轻微搅拌, 分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮, 烘干温度不高于50, 然后 将干燥后的粉末加入混炼机内混炼1020min, 混炼时, 用刀切割翻转物料次数控制在35 次之间; 0017 e.向混炼机中加入橡胶软化剂, 软化剂的量为混炼机内纳米氧化锌、 聚酯纤维和 三元乙丙橡胶重质量的5.7, 当物料色泽均匀、 表面无毛边或凸起缺陷, 出现暗光泽色后, 即可出片; 0018 f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实, 为防止压实过程中复合橡胶片表面损 伤, 将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实, 不锈钢片表面光滑, 辊压机双辊的缝隙间距按 压实后的橡胶片厚度进行调。

17、节, 压实后的复合橡胶片厚度为0.20.4mm; 0019 g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化, 硫化温度140160, 硫化时间3 4h, 硫化后即获得隐身材料的内层。 0020 2)外层的制备: 0021 a.按照摩尔比35:1:1的量量取Fe(NO3)39H2O、 Nd(NO3)36H2O和TaCl5粉末并 混合, 然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解, 柠檬酸水溶液的量加以控制, 使 溶解后溶液中的Fe3+浓度为23mol/L; 0022 b.向步骤a所得溶液中滴加氨水, 使得溶液PH值呈中性为止, 然后将中性溶液置于 60水浴箱中保温10min制得溶胶, 将溶胶转入烘。

18、箱中, 在90的烘干温度下干燥, 使得溶 胶中的溶质析出制得凝胶, 再将溶液通过抽滤机抽滤分离, 提取凝胶; 0023 c.将凝胶置于马弗炉中煅烧, 煅烧温度为550600, 煅烧时间为23h, 煅烧后 取出空冷, 制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末; 说明书 2/8 页 5 CN 106832378 A 5 0024 d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比1.72.5:1 的比例均匀混合成混合粉末, 量取一定量的环氧树脂, 并将环氧树脂水浴加热到60, 然后 将混合粉末加入环氧树脂内, 不停的搅拌混合物, 随后以体积比环氧树脂: 乙二胺: 乙醇 10:1:1的比例。

19、往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌, 这时溶液温 度上升且黏度下降, 在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的 内层表面, 环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料, 所述树脂基复合材料即 隐身材料的外层, 外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。 0025 优选地, 所述橡胶软化剂为石蜡油、 凡士林、 沥青、 石油树脂的一种或几种。 0026 优选地, 为了使固化混合液铺展更均匀, 先将步骤1)制得的隐身材料内层加热到 80, 然后将固化混合液倒在隐身材料内层表面, 再用滚刷碾平整。 0027 本发明的有益效果是: 0028 1.本发明所。

20、述武器装备专用隐身材料采用双层结构, 外层和外层所用复合材料均 具有良好的磁损耗性能和电损耗性能, 且外层的波阻抗要明显大于内层波阻抗, 因此本发 明公开的隐身材料结构合理, 极大地提高了材料吸收电磁波的能力。 0029 2.本发明所述武器装备专用隐身材料的内层和外层均采用轻质复合材料, 相比于 传统的铁系复合隐身材料和陶瓷基复合材料, 重量明显下降, 适用于各类武器装备、 航空飞 机以及各类飞行器表面的隐身涂料。 具体实施方式 0030 下面结合实施例对本发明做进一步说明, 应该理解的是, 这些实施例仅用于例证 的目的, 绝不限制本发明的保护范围。 0031 实施例1 0032 一种武器装备。

21、专用隐身材料, 包含内层和外层双层结构, 内层厚度为0.2mm, 所述 外层厚度为0.1mm。 内层为橡胶基复合材料, 其中基体材料为三元乙丙橡胶, 功能体材料为 纳米氧化锌和聚酯纤维, 纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为2:1, 功能体材料总体和基体材 料的质量比为1:20, 其中聚酯纤维为短纤维, 纤维的直径在16 m之间, 纤维的长度为2.5mm。 外层为树脂基复合材料, 其中基体材料为环氧树脂, 功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd- Ta系氧化物粉末, 多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.2, 功能体材料总 体和基体材料的质量比为1:25。 0033 上述隐身材料。

22、的制备方法具体步骤为: 0034 1)内层的制备: 0035 a.按照配比称量纳米氧化锌、 聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末; 0036 b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟, 混炼温度设定为60, 为保证 复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性, 混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm; 0037 c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼, 混 炼时间为10min; 0038 d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min, 分散过程中对 溶液轻微搅拌, 分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮, 烘干温度不高于50, 然后 将干燥后的粉末加入混炼机内。

23、混炼10min, 混炼时, 用刀切割翻转物料次数控制在35次之 说明书 3/8 页 6 CN 106832378 A 6 间; 0039 e.向混炼机中加入石蜡油, 石蜡油的量为混炼机内纳米氧化锌、 聚酯纤维和三元 乙丙橡胶重质量的5.7, 当物料色泽均匀、 表面无毛边或凸起缺陷, 出现暗光泽色后, 即可 出片; 0040 f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实, 为防止压实过程中复合橡胶片表面损 伤, 将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实, 不锈钢片表面光滑, 辊压机双辊的缝隙间距按 压实后的橡胶片厚度进行调节, 压实后的复合橡胶片厚度为0.2mm; 0041 g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中。

24、进行硫化, 硫化温度140, 硫化时间3h, 硫 化后即获得隐身材料的内层。 0042 2)外层的制备: 0043 a.按照摩尔比35:1:1的量量取Fe(NO3)39H2O、 Nd(NO3)36H2O和TaCl5粉末并 混合, 然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解, 柠檬酸水溶液的量加以控制, 使 溶解后溶液中的Fe3+浓度为2mol/L; 0044 b.向步骤a所得溶液中滴加氨水, 使得溶液PH值呈中性为止, 然后将中性溶液置于 60水浴箱中保温10min制得溶胶, 将溶胶转入烘箱中, 在90的烘干温度下干燥, 使得溶 胶中的溶质析出制得凝胶, 再将溶液通过抽滤机抽滤分离, 提取凝。

25、胶; 0045 c.将凝胶置于马弗炉中煅烧, 煅烧温度为550, 煅烧时间为2h, 煅烧后取出空冷, 制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末; 0046 d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比1.7:1的比例 均匀混合成混合粉末, 量取一定量的环氧树脂, 并将环氧树脂水浴加热到60, 然后将混合 粉末加入环氧树脂内, 不停的搅拌混合物, 随后以体积比环氧树脂: 乙二胺: 乙醇10:1:1 的比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌, 这时溶液温度上升 且黏度下降, 在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表 面, 环氧树脂固化。

26、后在所述内层表面形成树脂基复合材料, 所述树脂基复合材料即隐身材 料的外层, 外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。 0047 将上述所得隐身材料加工切割成150mm150mm的方形试样块, 然后采用雷达吸波 材料(RAM)反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能, 扫描范围为0.5GHz 20GHz, 最大衰减设置成-50dB。 获得的结果如表1所示。 0048 实施例2: 0049 一种武器装备专用隐身材料, 包含内层和外层双层结构, 内层厚度为0.3mm, 所述 外层厚度为0.2mm。 内层为橡胶基复合材料, 其中基体材料为三元乙丙橡胶, 功能体材料为 纳米氧化。

27、锌和聚酯纤维, 纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为2.7:1, 功能体材料总体和基体 材料的质量比为1:24, 其中聚酯纤维为短纤维, 纤维的直径在20 m之间, 纤维的长度为 3.1mm。 外层为树脂基复合材料, 其中基体材料为环氧树脂, 功能体材料为多壁碳纳米管和 Fe-Nd-Ta系氧化物粉末, 多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.2, 功能体 材料总体和基体材料的质量比为1:27。 0050 上述隐身材料的制备方法具体步骤为: 0051 1)内层的制备: 0052 a.按照配比称量纳米氧化锌、 聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末; 说明书 4/8 页 7 CN 1068323。

28、78 A 7 0053 b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟, 混炼温度设定为60, 为保证 复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性, 混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm; 0054 c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼, 混 炼时间为10min; 0055 d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min, 分散过程中对 溶液轻微搅拌, 分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮, 烘干温度不高于50, 然后 将干燥后的粉末加入混炼机内混炼10min, 混炼时, 用刀切割翻转物料次数控制在3次之间; 0056 e.向混炼机中加入石蜡油, 石蜡。

29、油的量为混炼机内纳米氧化锌、 聚酯纤维和三元 乙丙橡胶重质量的5.7, 当物料色泽均匀、 表面无毛边或凸起缺陷, 出现暗光泽色后, 即可 出片; 0057 f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实, 为防止压实过程中复合橡胶片表面损 伤, 将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实, 不锈钢片表面光滑, 辊压机双辊的缝隙间距按 压实后的橡胶片厚度进行调节, 压实后的复合橡胶片厚度为0.20.4mm; 0058 g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化, 硫化温度150, 硫化时间3h, 硫 化后即获得隐身材料的内层。 0059 2)外层的制备: 0060 a.按照摩尔比4:1:1的量量取Fe(NO3)3。

30、9H2O、 Nd(NO3)36H2O和TaCl5粉末并混 合, 然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解, 柠檬酸水溶液的量加以控制, 使溶 解后溶液中的Fe3+浓度为2mol/L; 0061 b.向步骤a所得溶液中滴加氨水, 使得溶液PH值呈中性为止, 然后将中性溶液置于 60水浴箱中保温10min制得溶胶, 将溶胶转入烘箱中, 在90的烘干温度下干燥, 使得溶 胶中的溶质析出制得凝胶, 再将溶液通过抽滤机抽滤分离, 提取凝胶; 0062 c.将凝胶置于马弗炉中煅烧, 煅烧温度为570, 煅烧时间为2h, 煅烧后取出空冷, 制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末; 0063 d.将上述制得的F。

31、e-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比2:1的比例均 匀混合成混合粉末, 量取一定量的环氧树脂, 并将环氧树脂水浴加热到60, 然后将混合粉 末加入环氧树脂内, 不停的搅拌混合物, 随后以体积比环氧树脂: 乙二胺: 乙醇10:1:1的 比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌, 这时溶液温度上升且 黏度下降, 在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表 面, 环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料, 所述树脂基复合材料即隐身材 料的外层, 外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。 0064 将上述所得隐身材料加工切割成150。

32、mm150mm的方形试样块, 然后采用雷达吸波 材料(RAM)反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能, 扫描范围为0.5GHz 20GHz, 最大衰减设置成-50dB。 获得的结果如表1所示。 0065 实施例3: 0066 一种武器装备专用隐身材料, 包含内层和外层双层结构, 内层厚度为0.4mm, 所述 外层厚度为0.2mm。 内层为橡胶基复合材料, 其中基体材料为三元乙丙橡胶, 功能体材料为 纳米氧化锌和聚酯纤维, 纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为3:1, 功能体材料总体和基体材 料的质量比为1:25, 其中聚酯纤维为短纤维, 纤维的直径在23 m之间, 纤维的长度为3。

33、.5mm。 说明书 5/8 页 8 CN 106832378 A 8 外层为树脂基复合材料, 其中基体材料为环氧树脂, 功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd- Ta系氧化物粉末, 多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.5, 功能体材料总 体和基体材料的质量比为1:35。 0067 上述隐身材料的制备方法具体步骤为: 0068 1)内层的制备: 0069 a.按照配比称量纳米氧化锌、 聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末; 0070 b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟, 混炼温度设定为70, 为保证 复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性, 混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm。

34、; 0071 c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼, 混 炼时间为20min; 0072 d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min, 分散过程中对 溶液轻微搅拌, 分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮, 烘干温度不高于50, 然后 将干燥后的粉末加入混炼机内混炼20min, 混炼时, 用刀切割翻转物料次数控制在5次之间; 0073 e.向混炼机中加入石油树脂, 石油树脂的量为混炼机内纳米氧化锌、 聚酯纤维和 三元乙丙橡胶重质量的5.7, 当物料色泽均匀、 表面无毛边或凸起缺陷, 出现暗光泽色后, 即可出片; 0074 f.出片后将复合橡。

35、胶片在辊压机上压实, 为防止压实过程中复合橡胶片表面损 伤, 将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实, 不锈钢片表面光滑, 辊压机双辊的缝隙间距按 压实后的橡胶片厚度进行调节, 压实后的复合橡胶片厚度为0.4mm; 0075 g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化, 硫化温度150, 硫化时间4h, 硫 化后即获得隐身材料的内层。 0076 2)外层的制备: 0077 a.按照摩尔比4:1:1的量量取Fe(NO3)39H2O、 Nd(NO3)36H2O和TaCl5粉末并混 合, 然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解, 柠檬酸水溶液的量加以控制, 使溶 解后溶液中的Fe3+浓度为3mol。

36、/L; 0078 b.向步骤a所得溶液中滴加氨水, 使得溶液PH值呈中性为止, 然后将中性溶液置于 60水浴箱中保温10min制得溶胶, 将溶胶转入烘箱中, 在90的烘干温度下干燥, 使得溶 胶中的溶质析出制得凝胶, 再将溶液通过抽滤机抽滤分离, 提取凝胶; 0079 c.将凝胶置于马弗炉中煅烧, 煅烧温度为600, 煅烧时间为3h, 煅烧后取出空冷, 制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末; 0080 d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比2:1的比例均 匀混合成混合粉末, 量取一定量的环氧树脂, 并将环氧树脂水浴加热到60, 然后将混合粉 末加入环氧树脂内, 不停的。

37、搅拌混合物, 随后以体积比环氧树脂: 乙二胺: 乙醇10:1:1的 比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并不停的搅拌, 这时溶液温度上升且 黏度下降, 在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表 面, 环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料, 所述树脂基复合材料即隐身材 料的外层, 外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。 0081 将上述所得隐身材料加工切割成150mm150mm的方形试样块, 然后采用雷达吸波 材料(RAM)反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能, 扫描范围为0.5GHz 说明书 6/8 页 9 CN 1。

38、06832378 A 9 20GHz, 最大衰减设置成-50dB。 获得的结果如表1所示。 0082 实施例4: 0083 一种武器装备专用隐身材料, 包含内层和外层双层结构, 内层厚度为0.4mm, 所述 外层厚度为0.3mm。 内层为橡胶基复合材料, 其中基体材料为三元乙丙橡胶, 功能体材料为 纳米氧化锌和聚酯纤维, 纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为3:1, 功能体材料总体和基体材 料的质量比为1:30, 其中聚酯纤维为短纤维, 纤维的直径在25 m之间, 纤维的长度为4mm。 外 层为树脂基复合材料, 其中基体材料为环氧树脂, 功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta 系氧化物粉末, 多。

39、壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.5, 功能体材料总体 和基体材料的质量比为1:40。 0084 上述隐身材料的制备方法具体步骤为: 0085 1)内层的制备: 0086 a.按照配比称量纳米氧化锌、 聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末; 0087 b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟, 混炼温度设定为70, 为保证 复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性, 混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm; 0088 c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼, 混 炼时间为20min; 0089 d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5mi。

40、n, 分散过程中对 溶液轻微搅拌, 分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮, 烘干温度不高于50, 然后 将干燥后的粉末加入混炼机内混炼20min, 混炼时, 用刀切割翻转物料次数控制在5次之间; 0090 e.向混炼机中加入石油树脂, 石油树脂的量为混炼机内纳米氧化锌、 聚酯纤维和 三元乙丙橡胶重质量的5.7, 当物料色泽均匀、 表面无毛边或凸起缺陷, 出现暗光泽色后, 即可出片; 0091 f.出片后将复合橡胶片在辊压机上压实, 为防止压实过程中复合橡胶片表面损 伤, 将橡胶片放在两片薄不锈钢片之间压实, 不锈钢片表面光滑, 辊压机双辊的缝隙间距按 压实后的橡胶片厚度进行调节, 压实后的。

41、复合橡胶片厚度为0.4mm; 0092 g.将压实后的复合橡胶片在硫化机中进行硫化, 硫化温度160, 硫化时间4h, 硫 化后即获得隐身材料的内层。 0093 2)外层的制备: 0094 a.按照摩尔比5:1:1的量量取Fe(NO3)39H2O、 Nd(NO3)36H2O和TaCl5粉末并混 合, 然后将混合粉末加入饱和柠檬酸水溶液中充分溶解, 柠檬酸水溶液的量加以控制, 使溶 解后溶液中的Fe3+浓度为3mol/L; 0095 b.向步骤a所得溶液中滴加氨水, 使得溶液PH值呈中性为止, 然后将中性溶液置于 60水浴箱中保温10min制得溶胶, 将溶胶转入烘箱中, 在90的烘干温度下干燥,。

42、 使得溶 胶中的溶质析出制得凝胶, 再将溶液通过抽滤机抽滤分离, 提取凝胶; 0096 c.将凝胶置于马弗炉中煅烧, 煅烧温度为550, 煅烧时间为2h, 煅烧后取出空冷, 制得Fe-Nd-Ta系氧化物粉末; 0097 d.将上述制得的Fe-Nd-Ta系氧化物粉末与多壁碳纳米管按照质量比2.5:1的比例 均匀混合成混合粉末, 量取一定量的环氧树脂, 并将环氧树脂水浴加热到60, 然后将混合 粉末加入环氧树脂内, 不停的搅拌混合物, 随后以体积比环氧树脂: 乙二胺: 乙醇10:1:1 说明书 7/8 页 10 CN 106832378 A 10 的比例往环氧树脂中加入乙二胺和乙醇配置固化混合液并。

43、不停的搅拌, 这时溶液温度上升 且黏度下降, 在环氧树脂开始固化前将固化混合液铺展在步骤1)所得的隐身材料的内层表 面, 环氧树脂固化后在所述内层表面形成树脂基复合材料, 所述树脂基复合材料即隐身材 料的外层, 外层和内层组合构成了所述武器装备专用隐身材料。 0098 将上述所得隐身材料加工切割成150mm150mm的方形试样块, 然后采用雷达吸波 材料(RAM)反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能, 扫描范围为0.5GHz 20GHz, 最大衰减设置成-50dB。 获得的结果如表1所示。 0099 表1各实施例检测结果一览表 0100 0101 如表1所示, 本发明公开的武器装备专用隐身材料在成分和制备工艺范围内均具 有良好的雷达波吸收性能, 在0.5GHz20GHz频带区间均可吸收雷达波。 相比于现有隐身材 料, 最低反射率值较为可观, 最低可到达-25.96dB, 且在反射率R-10dB的情况下, 仍然具 有十分宽阔的吸收频段, 说明隐身材料对雷达吸收较为彻底, 隐身效果良好。 另外, 由表中 可以看出, 最低反射率频段相比于现有材料有向低频段移动的趋势, 说明本发明在低频雷 达吸收技术领域可能有具有广阔的应用前景。 说明书 8/8 页 11 CN 106832378 A 11 。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 >


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1