本發(fā)明屬于復(fù)合偽裝技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種吸波性能、隔熱性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能均優(yōu)良的吸波多孔地聚物，及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著探測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)步，陣地工程、指揮工程等重要目標(biāo)遭受敵偵察威脅日益加劇。為提高目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)生存能力，需在工程口部依托背景實(shí)施偽裝，使其在具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上同時(shí)滿足光學(xué)、紅外、雷達(dá)多波段兼容的復(fù)合偽裝效果需求。

常用的迷彩偽裝或直接以偽裝網(wǎng)設(shè)置的人工遮障，難以準(zhǔn)確模擬背景環(huán)境的顏色、圖案，尤其是紋理、表面粗糙狀態(tài)等特性，難以與現(xiàn)地背景達(dá)成高度融合。

為此，也有采用仿造巖石或人造植物的偽裝措施，從而在一定程度上模擬背景的紋理，尤其是表面粗糙狀態(tài)。但其與背景環(huán)境在種類、色澤、輻射特性、散射特性等方面還存在較大差異。尤其在微波頻段，僅采用偽裝網(wǎng)或迷彩涂層，在不采取有效的微波吸收改性措施條件下，難以滿足“薄、輕、寬、強(qiáng)”,即厚度薄、重量輕、頻帶寬、吸收率強(qiáng)的要求及多頻譜偽裝、耐高溫、抗壓強(qiáng)等條件。

為改善工程口部微波吸收波段偽裝效果，文獻(xiàn)“羰基鐵粉-碳纖維水泥基復(fù)合材料的吸波性能”(王振軍，李克智，王闖，解靜)公開(kāi)了單摻碳纖維和復(fù)摻羰基鐵粉碳纖維水泥基復(fù)合材料在2～18GHz頻率段的吸波性能。在此頻段內(nèi)，厚度為10mm的樣板最小反射率為–11.9dB，吸收小于-8dB的頻帶寬達(dá)7.3GHz。文獻(xiàn)“短切磁性碳纖維泡沫復(fù)合材料吸波性能研究”(黃小忠，黎炎圖，余維敏，葉力，楊軍)公開(kāi)了短切磁性碳纖維聚氨酯吸波泡沫復(fù)合材料2～18GHz吸波性能。摻有短切磁性碳纖維的8mm水泥基體最小反射率為-27dB，吸收小于-10dB的帶寬達(dá)3.8GHz。但上述水泥基吸波材料密度大，且紅外波段偽裝效果不好，聚氨酯基吸波材料由于吸波劑的難以均勻分散及施工難度，制約了它們?cè)趪?guó)防工程口部偽裝中的應(yīng)用范圍。

總之，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：偽裝材料不能同時(shí)保證良好的吸波性能、隔熱性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)重要目標(biāo)的結(jié)構(gòu)隱身一體化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種吸波多孔地聚物，同時(shí)具備良好的吸波性能、隔熱性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能，易于實(shí)現(xiàn)重要目標(biāo)的結(jié)構(gòu)隱身一體化。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種吸波多孔地聚物的制備方法，安全高效。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種吸波多孔地聚物在結(jié)構(gòu)偽裝中的應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種吸波多孔地聚物，其組成及質(zhì)量百分比為：

偏高嶺土 10％～15％；

粉煤灰 20％～30％；

水玻璃 40％～50％；

水 10％～15％；

導(dǎo)電短切碳纖維 0.5％～1.5％；

羧甲基纖維素 0.1％～0.2％；

硬脂酸鈣 0.1％～0.15％；

雙氧水 1％～3％。

優(yōu)選地：所述偏高嶺土為800℃煅燒偏高嶺土。

優(yōu)選地：所述水玻璃的模數(shù)M＝2.5。

優(yōu)選地：所述導(dǎo)電短切碳纖維的纖維長(zhǎng)度為3mm。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一目的的技術(shù)解決方案為：

一種吸波多孔地聚物的制備方法，包括如下步驟：

(10)短切碳纖維分散：將羧甲基纖維素預(yù)先溶脹于水中，稱取導(dǎo)電短切碳纖維，將其在羧甲基纖維素漿體中用多功能分散砂磨攪拌機(jī)以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌1min，再以1100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min，形成均勻分散的漿體；

(20)材料混合：將偏高嶺土、粉煤灰、硬脂酸鈣按配比充分混合，加入水玻璃溶液和分散的導(dǎo)電短切碳纖維漿體；

(30)攪拌：將混合料先用多功能分散砂磨攪拌機(jī)以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后加入雙氧水，用電動(dòng)攪拌器以600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10s，得到攪拌好的混合料漿體；

(40)成型養(yǎng)護(hù)：將攪拌好的混合料漿體倒入模具中靜置發(fā)泡，放置24h后脫模，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)7d，得到吸波多孔地聚物成品。

優(yōu)選地：所述(10)短切碳纖維分散步驟中，導(dǎo)電短切碳纖維的纖維長(zhǎng)度為3mm。

優(yōu)選地：所述(20)材料混合步驟中，水玻璃溶液的模數(shù)M＝2.5。

優(yōu)選地：所述(20)材料混合步驟中，偏高嶺土為800℃煅燒偏高嶺土。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明再一目的的技術(shù)解決方案為：

一種吸波多孔地聚物在工程口部偽裝中的應(yīng)用。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：

1、吸波性能好：將多孔地聚物作為基體，利用其優(yōu)異的隔熱性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能，采用摻加功能性吸波材料，從而有效改善工程口部微波吸收波段偽裝效果；吸收率小于-10dB的帶寬均超過(guò)10GHz以上，具有良好的吸波性能；

2、隔熱效果優(yōu)：多孔地聚物的多孔結(jié)構(gòu)天然具備良好的隔熱性能；

3、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高：多孔地聚物是以偏高嶺土為主要原料在堿激發(fā)下通過(guò)物理或化學(xué)發(fā)泡而成的新型多孔膠凝材料，具有優(yōu)異的耐酸、耐堿、耐高溫性和高的抗壓強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用在建筑材料、冶金、固封核廢料等領(lǐng)域。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為各實(shí)施例樣品的照片。其中，圖1a為1#樣品的照片，圖1b為2#樣品的照片，圖1c為3#樣品的照片。

圖2為各實(shí)施例樣品的金相圖。其中，圖2a為1#樣品的金相圖，圖2b為2#樣品的金相圖，圖2c為3#樣品的金相圖。

圖3為各實(shí)施例樣品的吸波性能曲線圖。其中，圖3a為1#樣品的吸波性能曲線，圖3b為2#樣品的吸波性能曲線，圖3c為3#樣品的吸波性能曲線。

具體實(shí)施方式

為便于深入理解本發(fā)明，以下面的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。

各實(shí)施例中所用材料均為市售。

對(duì)樣品的測(cè)試采用弓形法反射率測(cè)試系統(tǒng)(由信號(hào)源、AgilenN5224A矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和測(cè)試天線組成)，反射率測(cè)試方法依據(jù)GJB2038-94《雷達(dá)吸波材料反射率測(cè)試方法進(jìn)行》。測(cè)試樣品尺寸為200mm×200mm，測(cè)量頻率范圍2～20GHz，對(duì)于-20dB以上反射率的測(cè)量，測(cè)量精度可達(dá)1.2dB。

實(shí)施例1

(11)短切碳纖維分散：將0.3g羧甲基纖維素、1.5g短切碳纖維、40g水混合料用多功能分散砂磨攪拌機(jī)以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌1min，再以1100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min，形成均勻分散的漿體；

(12)材料混合：將45g偏高嶺土、60g粉煤灰、0.3g硬脂酸鈣干料混合，加入150g模數(shù)為2.5的水玻璃溶液；

(13)攪拌：將混合料先用多功能分散砂磨攪拌機(jī)以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后加入雙氧水，用電動(dòng)攪拌器以600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10s，得到攪拌好的混合料漿體；

(14)成型養(yǎng)護(hù)：將攪拌好的混合料漿體倒入200mm×200mm×15mm模具中靜置發(fā)泡，放置24小時(shí)后脫模后放入HBY-40B型標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間7天，得到1#樣品。

實(shí)施例2

(21)短切碳纖維分散：將0.4g羧甲基纖維素、4g短切碳纖維、40g水混合料用多功能分散砂磨攪拌機(jī)以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌1min，再以1100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min，形成均勻分散的漿體；

(22)材料混合：將48g偏高嶺土、120g粉煤灰、0.4g硬脂酸鈣干料混合，加入180g模數(shù)為2.5的水玻璃溶液中；

(23)攪拌：將混合料先用多功能分散砂磨攪拌機(jī)以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后加入雙氧水，用電動(dòng)攪拌器以600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10s，得到攪拌好的混合料漿體；

(24)成型養(yǎng)護(hù)：將攪拌好的混合料漿體倒入200mm×200mm×20mm模具中靜置發(fā)泡，放置24小時(shí)后脫模后放入HBY-40B型標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間7天，得到2#樣品。

實(shí)施例3

(31)短切碳纖維分散：將1g羧甲基纖維素、7.5g短切碳纖維、75g水混合料用多功能分散砂磨攪拌機(jī)以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌1min，再以1100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min，形成均勻分散的漿體；

(32)材料混合：將50g偏高嶺土、150g粉煤灰、0.75g硬脂酸鈣干料混合，加入200g模數(shù)為2.5的水玻璃溶液中；

(33)攪拌：將混合料先用多功能分散砂磨攪拌機(jī)以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2min，之后加入雙氧水，用電動(dòng)攪拌器以600r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10s，得到攪拌好的混合料漿體；

(34)成型養(yǎng)護(hù)：將攪拌好的混合料漿體倒入200mm×200mm×25mm模具中靜置發(fā)泡，放置24小時(shí)后脫模，在HBY-40B型標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間7天。

各實(shí)施例的材料配比如表1所示。

表1各實(shí)施例的材料配比

為驗(yàn)證本發(fā)明的實(shí)際效果，特別是吸波效果，分別從外觀粗糙度、微觀狀態(tài)和微波吸收性能進(jìn)行評(píng)估。

圖1所示為各實(shí)施例得到的樣品樣板照片。其中，圖1a為1#樣品樣板的照片，圖1b為2#樣品樣板的照片，圖1c為3#樣品樣板的照片。

從三個(gè)樣品樣板的照片的外觀觀察可以看出，隨雙氧水添加量增加，材料樣品表面越發(fā)粗糙，說(shuō)明內(nèi)部泡孔孔徑增大。其隔熱性能越好。

圖2所示為采用LV100ND型金相顯微鏡測(cè)試各實(shí)施例得到的樣品中，碳纖維的分散狀態(tài)圖。其中，圖2a為1#樣品的金相圖，圖2b為2#樣品的金相圖，圖2c為3#樣品的金相圖。

從三個(gè)金相圖的對(duì)比可以看出，隨著樣品中碳纖維的增加，碳纖維在試樣中出現(xiàn)了重疊和連接，一旦連接形成導(dǎo)電通道，會(huì)影響試樣的吸波性能。

圖3所示為各實(shí)施例樣品的吸波性能曲線圖。其中，圖3a為1#樣品的吸波性能曲線，圖3b為2#樣品的吸波性能曲線，圖3c為3#樣品的吸波性能曲線。

從圖3可看出，三種樣品的吸波性能均良好，吸收率小于-10dB的帶寬均超過(guò)10GHz以上，具有良好的吸波性能。