本發(fā)明屬于透波材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體尤其涉及一種復(fù)合透波材料的制備方法。

背景技術(shù)：

在精確制導(dǎo)飛行器的需求牽引下，精確制導(dǎo)技術(shù)得以迅速發(fā)展。而隨著推進技術(shù)的進步，飛行器的飛行速度和再入速度越來越高，有的飛行器在大氣層中的飛行速度高達十幾馬赫（ma），由此使得飛行器表面承受的的氣動載荷和氣熱越來越嚴(yán)重，進而使得飛行器的電磁導(dǎo)引裝置對其保護部件—天線罩/窗對材料防熱和承載性能提出了更高的要求。另外，為了提高精確制導(dǎo)飛行器的抗電磁干擾能力和制導(dǎo)精度，要求其電磁窗/罩材料在高溫下仍然具有良好的透波特性，即要求材料具有極低的介電常數(shù)和介電損耗，亦即用于制作高馬赫數(shù)飛行器天線罩/窗的材料要同時具備良好的耐高溫、耐燒蝕、耐沖刷、抗熱震及力學(xué)性能和介電性能等。

目前，高溫透波材料主要分為磷酸鹽基復(fù)合材料和硅基復(fù)合材料等。陶瓷基復(fù)合材料最早被用于高溫天線罩領(lǐng)域，包括玻璃陶瓷、石英陶瓷及氮化硅陶瓷等，這類材料明顯存在著脆性大、力學(xué)強度低及耐熱性能差等缺點，其應(yīng)用受到很大的限制；硅基復(fù)合材料具有優(yōu)良的介電性能和良好的耐高溫性能，是一種穩(wěn)定的透波材料，但是硅基復(fù)合材料的主鏈非常柔順，分子間作用力小，有效交聯(lián)密度低，因此硅基復(fù)合材料的力學(xué)性能較弱，承受載荷的能力有限，這很大程度上限制了硅基復(fù)合材料的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對傳統(tǒng)的透波材料耐熱性能差，力學(xué)強度低，硅基復(fù)合材料的主鏈非常柔順，分子間作用力小，有效交聯(lián)密度低，因此硅基復(fù)合材料的力學(xué)性能較弱，承受載荷的能力有限，這很大程度上限制了硅基復(fù)合材料的應(yīng)用的問題，提供了一種復(fù)合透波材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取水稻秸稈和稻殼，粉碎，過篩，得混合秸稈粉末，將混合秸稈粉末置于管式爐中，在氬氣保護下升溫，保溫?zé)崽幚砗蟮锰炕?，將炭化物與鎂粉混合，混合后置于管式爐中，在氬氣保護下升溫，保溫?zé)Y(jié)后冷卻至室溫，得燒結(jié)后的物料；

（2）將燒結(jié)后的物料加入鹽酸中，浸泡后過濾得濾渣，用去離子水洗滌濾渣后放入烘箱中，干燥后得改性混合秸稈粉末；

（3）按重量份數(shù)計，分別選取80～100份改性混合秸稈粉末、12～15份碳酸鋰、15～17份堿式碳酸鎂和13～15份碳酸鈣，依次加入球磨罐中，以無水乙醇作為分散劑，氧化鋯球為球磨介質(zhì)，球磨后得混合漿料，將混合漿料置于烘箱中，干燥后過篩得混合粉末；

（4）將混合粉末加入模具中，壓制成型后得坯體，將坯體放入燒結(jié)爐中，在氮氣氣氛保護下保溫?zé)Y(jié)，冷卻至室溫后得透波基材；

（5）按質(zhì)量比1:3:20，分別稱取3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐、二氨基二苯醚和二甲基乙酰胺，并置于三口燒瓶中加熱，保溫攪拌反應(yīng)后得反應(yīng)液，將反應(yīng)液進行真空脫泡，得脫泡后的反應(yīng)液，并涂覆在透波基材表面，先進行第一次涂覆脫泡后的反應(yīng)液，涂覆后放入烘箱中，干燥后取出，再進行第二次涂覆脫泡后的反應(yīng)液，涂覆后干燥，干燥后冷卻至室溫，取出，即可得到復(fù)合透波材料。

所述的水稻秸稈與稻殼的質(zhì)量比為10:1，炭化物與鎂粉質(zhì)量比為30:1。

所述的燒結(jié)后的物料與鹽酸的質(zhì)量比為1:10，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～10%。

所述的炭化溫度為500～600℃，炭化時間為2～3h，所述的燒結(jié)溫度為800～900℃，燒結(jié)時間為1～2h。

所述的壓制成型的坯體是先在壓力為40～50mpa下壓制60～100s，壓制后再在20～30mpa壓力下壓制4～6min。

所述的坯體燒結(jié)是先升溫至500～600℃，保溫1～2h后再升溫至900～1000℃，保溫?zé)Y(jié)3～4h。

所述的加熱溫度為80～120℃，反應(yīng)時間為3～5h。

所述的第一次涂覆的涂覆量為20～40g/m²，第一次干燥溫度為100～120℃，干燥時間為30～50min。

所述的第二次涂覆的涂覆量為30～50g/m²，第二次干燥溫度為150～200℃，干燥時間為3～5h。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明先對水稻秸稈在氮氣氣氛保護下進行炭化，將炭化后的水稻秸稈和鎂粉混合，進一步進行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)后物質(zhì)加入酸溶液中浸泡，由于水稻秸稈炭化，酸泡處理后，可以使秸稈的表面產(chǎn)生不同的孔洞結(jié)構(gòu)，并且炭化后的秸稈具有獨特的力學(xué)性能和耐溫性能，其耐高溫可達到1700℃以上，表現(xiàn)出優(yōu)異的電磁波吸收性能；

（2）本發(fā)明利用稻殼炭化后會生產(chǎn)二氧化硅，與鎂粉復(fù)合燒結(jié)，會生成后負(fù)載在秸稈孔洞結(jié)構(gòu)中，可以提高透波材料的斷裂韌性，裂韌性達到1.8～2.1（mpa·m^1/2）；

（3）本發(fā)明將改性秸稈混合粉末、碳酸鋰、堿式碳酸鎂和碳酸鈣球磨得混合漿料，其中的二氧化硅起到促進燒結(jié)和粘結(jié)劑的作用，與鋰離子、鎂離子和鈣離子進行復(fù)合，得多元復(fù)合填料，填料后分散于改性秸稈混合粉末中，得透波基材，得到的透波基材力學(xué)性能，熱學(xué)性能和介電性能良好的，抗彎強度達到125～170mpa，拉伸強度達到90～120mpa，介電常數(shù)為3.2～3.4；

（4）本發(fā)明將3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐、二氨基二苯醚和二甲基乙酰胺制備得反應(yīng)液涂覆在透波基材上，干燥后得復(fù)合透波材料，反應(yīng)液在基材表面形成膠凝材料，干燥后形成結(jié)構(gòu)致密的膜，可以進一步增強透波材料的耐溫溫度，和透波率，透波率達92～96%。

具體實施方式

按質(zhì)量比10:1稱取水稻秸稈和稻殼，混合后加入粉碎機中粉碎，過80～100目篩，得混合秸稈粉末，將混合秸稈粉末置于管式爐中，在氬氣保護下以5～10℃/min速率升溫至500～600℃后，保溫?zé)崽幚?～3h，得炭化物，按質(zhì)量比30:1將炭化物與鎂粉混合，混合后置于管式爐中，在氬氣保護下升溫至800～900℃，保溫?zé)Y(jié)1～2h，燒結(jié)后冷卻至室溫，得燒結(jié)后的物料；按質(zhì)量比1:10將燒結(jié)后的物料加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5～10%鹽酸中，浸泡2～3h后過濾得濾渣，用去離子水洗滌2～4次后放入烘箱中，在60～80℃下干燥6～8h，干燥后得改性混合秸稈粉末；按重量份數(shù)計，分別選取80～100份改性混合秸稈粉末、12～15份碳酸鋰、15～17份堿式碳酸鎂和13～15份碳酸鈣，依次加入球磨罐中，以無水乙醇作為分散劑，氧化鋯球為球磨介質(zhì)，球磨3～5h后得混合漿料，將混合漿料置于烘箱中，在80～90℃下干燥3～5h，干燥后過200～220目篩得混合粉末；將混合粉末加入模具中，先在40～50mpa壓力下壓制60～100s，壓制后再在20～30mpa壓力下壓制4～6min，壓制成型后得坯體，將坯體放入燒結(jié)爐中，在氮氣氣氛保護下先升溫至500～600℃，保溫1～2h后再升溫至900～1000℃，保溫?zé)Y(jié)3～4h后冷卻至室溫，得透波基材；按質(zhì)量比1:3:20，分別稱取3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐、二氨基二苯醚和二甲基乙酰胺，并置于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入油浴鍋中，加熱至80～120℃，保溫攪拌反應(yīng)3～5h后得反應(yīng)液，將反應(yīng)液進行真空脫泡3～5min后得脫泡后的反應(yīng)液，并均勻涂覆在透波基材表面，先進行第一次涂覆，涂覆量為20～40g/m²，涂覆后放入烘箱中，在100～120℃溫度下干燥30～50min，干燥后取出，再進行第二次涂覆脫泡后的反應(yīng)液，涂覆量為30～50g/m²，涂覆后在150～200℃溫度下干燥3～5h，干燥后冷卻至室溫，取出，即可得到復(fù)合透波材料。

實例1

按質(zhì)量比10:1稱取水稻秸稈和稻殼，混合后加入粉碎機中粉碎，過100目篩，得混合秸稈粉末，將混合秸稈粉末置于管式爐中，在氬氣保護下以10℃/min速率升溫至600℃后，保溫?zé)崽幚?h，得炭化物，按質(zhì)量比30:1將炭化物與鎂粉混合，混合后置于管式爐中，在氬氣保護下升溫至900℃，保溫?zé)Y(jié)2h，燒結(jié)后冷卻至室溫，得燒結(jié)后的物料；按質(zhì)量比1:10將燒結(jié)后的物料加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%鹽酸中，浸泡3h后過濾得濾渣，用去離子水洗滌4次后放入烘箱中，在80℃下干燥8h，干燥后得改性混合秸稈粉末；按重量份數(shù)計，分別選取100份改性混合秸稈粉末、15份碳酸鋰、17份堿式碳酸鎂和15份碳酸鈣，依次加入球磨罐中，以無水乙醇作為分散劑，氧化鋯球為球磨介質(zhì)，球磨5h后得混合漿料，將混合漿料置于烘箱中，在90℃下干燥5h，干燥后過220目篩得混合粉末；將混合粉末加入模具中，先在50mpa壓力下壓制100s，壓制后再在30mpa壓力下壓制6min，壓制成型后得坯體，將坯體放入燒結(jié)爐中，在氮氣氣氛保護下先升溫至600℃，保溫2h后再升溫至1000℃，保溫?zé)Y(jié)4h后冷卻至室溫，得透波基材；按質(zhì)量比1:3:20，分別稱取3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐、二氨基二苯醚和二甲基乙酰胺，并置于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入油浴鍋中，升溫至120℃，保溫攪拌反應(yīng)5h后得反應(yīng)液，將反應(yīng)液進行真空脫泡5min后得脫泡后的反應(yīng)液，并均勻涂覆在透波基材表面，先進行第一次涂覆，涂覆量為40g/m²，涂覆后放入烘箱中，在120℃溫度下干燥50min，干燥后取出，再進行第二次涂覆脫泡后的反應(yīng)液，涂覆量為50g/m²，涂覆后在200℃溫度下干燥5h，干燥后冷卻至室溫，取出，即可得到復(fù)合透波材料。

實例2

按質(zhì)量比10:1稱取水稻秸稈和稻殼，混合后加入粉碎機中粉碎，過80目篩，得混合秸稈粉末，將混合秸稈粉末置于管式爐中，在氬氣保護下以5℃/min速率升溫至500℃后，保溫?zé)崽幚?h，得炭化物，按質(zhì)量比30:1將炭化物與鎂粉混合，混合后置于管式爐中，在氬氣保護下升溫至800℃，保溫?zé)Y(jié)1h，燒結(jié)后冷卻至室溫，得燒結(jié)后的物料；按質(zhì)量比1:10將燒結(jié)后的物料加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%鹽酸中，浸泡2h后過濾得濾渣，用去離子水洗滌2次后放入烘箱中，在60℃下干燥6h，干燥后得改性混合秸稈粉末；按重量份數(shù)計，分別選取80份改性混合秸稈粉末、12份碳酸鋰、15份堿式碳酸鎂和13份碳酸鈣，依次加入球磨罐中，以無水乙醇作為分散劑，氧化鋯球為球磨介質(zhì)，球磨3h后得混合漿料，將混合漿料置于烘箱中，在80℃下干燥3h，干燥后過200目篩得混合粉末；將混合粉末加入模具中，先在40mpa壓力下壓制60s，壓制后再在20mpa壓力下壓制4min，壓制成型后得坯體，將坯體放入燒結(jié)爐中，在氮氣氣氛保護下先升溫至500℃，保溫1h后再升溫至900℃，保溫?zé)Y(jié)3h后冷卻至室溫，得透波基材；按質(zhì)量比1:3:20，分別稱取3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐、二氨基二苯醚和二甲基乙酰胺，并置于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入油浴鍋中，加熱至80℃，保溫攪拌反應(yīng)3h后得反應(yīng)液，將反應(yīng)液進行真空脫泡3min后得脫泡后的反應(yīng)液，并均勻涂覆在透波基材表面，先進行第一次涂覆，涂覆量為20g/m²，涂覆后放入烘箱中，在100℃溫度下干燥30min，干燥后取出，再進行第二次涂覆脫泡后的反應(yīng)液，涂覆量為30g/m²，涂覆后在150℃溫度下干燥3h，干燥后冷卻至室溫，取出，即可得到復(fù)合透波材料。

實例3

按質(zhì)量比10:1稱取水稻秸稈和稻殼，混合后加入粉碎機中粉碎，過90目篩，得混合秸稈粉末，將混合秸稈粉末置于管式爐中，在氬氣保護下以7℃/min速率升溫至550℃后，保溫?zé)崽幚?h，得炭化物，按質(zhì)量比30:1將炭化物與鎂粉混合，混合后置于管式爐中，在氬氣保護下升溫至850℃，保溫?zé)Y(jié)2h，燒結(jié)后冷卻至室溫，得燒結(jié)后的物料；按質(zhì)量比1:10將燒結(jié)后的物料加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%鹽酸中，浸泡2h后過濾得濾渣，用去離子水洗滌3次后放入烘箱中，在70℃下干燥7h，干燥后得改性混合秸稈粉末；按重量份數(shù)計，分別選取90份改性混合秸稈粉末、13份碳酸鋰、16份堿式碳酸鎂和14份碳酸鈣，依次加入球磨罐中，以無水乙醇作為分散劑，氧化鋯球為球磨介質(zhì)，球磨4h后得混合漿料，將混合漿料置于烘箱中，在85℃下干燥4h，干燥后過210目篩得混合粉末；將混合粉末加入模具中，先在45mpa壓力下壓制80s，壓制后再在25mpa壓力下壓制5min，壓制成型后得坯體，將坯體放入燒結(jié)爐中，在氮氣氣氛保護下先升溫至550℃，保溫1h后再升溫至950℃，保溫?zé)Y(jié)3h后冷卻至室溫，得透波基材；按質(zhì)量比1:3:20，分別稱取3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐、二氨基二苯醚和二甲基乙酰胺，并置于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入油浴鍋中，加熱至100℃，保溫攪拌反應(yīng)4h后得反應(yīng)液，將反應(yīng)液進行真空脫泡4min后得脫泡后的反應(yīng)液，并均勻涂覆在透波基材表面，先進行第一次涂覆，涂覆量為30g/m²，涂覆后放入烘箱中，在110℃溫度下干燥40min，干燥后取出，再進行第二次涂覆脫泡后的反應(yīng)液，涂覆量為40g/m²，涂覆后在170℃溫度下干燥4h，干燥后冷卻至室溫，取出，即可得到復(fù)合透波材料。

將上述實例1～3所得的復(fù)合透波材料進行檢測，其物理性質(zhì)如下：