本發(fā)明涉及吸波材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著各種先進(jìn)雷達(dá)探測(cè)器及精密制導(dǎo)武器的出現(xiàn)，新型武器裝備所面臨的威脅也隨之增加。如何降低武器目標(biāo)的探測(cè)性，提高武器在戰(zhàn)場(chǎng)上的生存能力已經(jīng)受到各國的高度重視。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，雷達(dá)是探測(cè)目標(biāo)的最可靠手段，因此雷達(dá)隱身是隱身技術(shù)的重點(diǎn)。目前雷達(dá)隱身主要通過雷達(dá)吸波材料和外形隱身設(shè)計(jì)這兩條技術(shù)途徑來縮減軍事目標(biāo)的雷達(dá)散射截面rcs(radarcross-section)來實(shí)現(xiàn)。樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料具有低密度、高比強(qiáng)度、良好的工藝加工性能，已經(jīng)成為將來吸波材料研究的主要方向。目前國內(nèi)外對(duì)于樹脂基吸波材料的研制大多集中在采用傳統(tǒng)的樹脂基體材料，例如環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、氰酸酯等樹脂體系，但是這類樹脂體系的耐高溫性能、耐環(huán)境腐蝕和機(jī)械性能都存在一定的弱點(diǎn)，無法滿足吸波材料兼具吸波性能和耐高溫性能的要求，限制了樹脂基吸波材料在高溫部件上的應(yīng)用。因此，選擇高性能的樹脂基體進(jìn)行吸波材料的研究，使其兼具良好吸波性能，耐高溫性能和力學(xué)性能，已經(jīng)成為新型吸波材料研究的主要方向。

聚酰亞胺是綜合性能非常優(yōu)異的材料，耐高溫達(dá)400℃以上，長期使用溫度在300℃，具有非常優(yōu)良的耐溫性、機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕、較小的熱膨脹系數(shù)和良好的加工工藝性能。專利cn102329425a公開了一種修飾的碳納米管與鐵氧體及聚酰亞胺復(fù)合吸波材料的方法，雖然在不影響聚酰亞胺本身良好耐熱性的前提下，制備出了輕質(zhì)，高頻吸波材料，但是由于沒有增強(qiáng)體，不具有承載作用，無法作為結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料使用。邱軍在公布號(hào)為cn102181152a的專利中公布了一種碳納米管改性碳纖維、聚酰亞胺樹脂多維混雜復(fù)合材料的制備方法。該專利將碳納米管和碳纖維經(jīng)過表面羧基化、?；?，再在其上引入二元胺或者多元胺，將氨基化得碳納米管與聚酰亞胺均勻混合，再與氨基化得纖維增強(qiáng)體進(jìn)行復(fù)合，得到碳納米管改性碳纖維/聚酰亞胺樹脂多維混雜復(fù)合材料，雖然提高了復(fù)合材料的整體強(qiáng)度，但是并沒有對(duì)吸波性能進(jìn)行研究，而且碳纖維高電導(dǎo)率的特點(diǎn)，該復(fù)合材料也不可能具有良好的吸波效果。碳化硅纖維是一種高性能陶瓷纖維，不僅具有碳纖維相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和模量，且具有碳纖維、芳綸纖維等無法比擬的耐高溫和抗氧化性能，因此利用碳化硅纖維增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料最具優(yōu)勢(shì)。但是，目前碳化硅纖維增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料的吸波性能較差，雖然通過添加納米吸收劑如炭黑、碳納米管、石墨烯等可以有效的提碳化硅纖維增強(qiáng)聚酰亞胺復(fù)合材料的吸波性能，但不可避免的帶來了力學(xué)性能降低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料及其制備方法，制得的結(jié)構(gòu)吸波材料同時(shí)兼具良好的力學(xué)性能和吸波性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

包括以下步驟：

(1)對(duì)碳化硅纖維布進(jìn)行除膠處理，然后烘干；

(2)將步驟(1)烘干后的碳化硅纖維布放入溶液a中進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱反應(yīng)結(jié)束后取出碳化硅纖維布進(jìn)行退火處理，得到鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體；其中溶液a是硝酸鈷、硝酸鎳和尿素按摩爾比為2:1:(3～11)加入水中攪拌均勻得到的；

(3)將聚酰胺酸溶液均勻涂刷在鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體的外表面，再將若干片涂刷有聚酰胺酸溶液的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體疊放整齊，得到預(yù)制件；對(duì)預(yù)制件進(jìn)行若干次抽真空-保壓-卸壓的重復(fù)過程，得到浸漬后的碳化硅纖維布；

(4)對(duì)浸漬后的碳化硅纖維布進(jìn)行階梯加溫，模壓制得鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料。

進(jìn)一步地，步驟(1)中除膠處理的具體步驟是，將碳化硅纖維布放入丙酮中，在100w的超聲波中清洗1小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟(2)中，硝酸鈷、硝酸鎳和尿素加入蒸餾水中，且在轉(zhuǎn)速500rpm的條件下攪拌1h，得到溶液a；硝酸鎳和蒸餾水的摩爾體積比為1mmol:(60～80)ml。

進(jìn)一步地，步驟(2)中，水熱反應(yīng)溫度為110℃～170℃，水熱反應(yīng)時(shí)間3h～7h。

進(jìn)一步地，步驟(2)中，退火處理溫度為300℃～350℃，處理時(shí)間3～5h。

進(jìn)一步地，步驟(3)中，將5～10片涂刷有聚酰胺酸溶液的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體疊放整齊，得到預(yù)制件。

進(jìn)一步地，步驟(3)中，預(yù)制件放置在真空烘箱內(nèi)進(jìn)行若干次抽真空-保壓-卸壓的重復(fù)過程，且每次均是抽真空至0.08mpa并保持10～30min，然后卸壓至常壓狀態(tài)。

進(jìn)一步地，步驟(4)中，模壓的過程是將浸漬后的碳化硅纖維布先在200℃～240℃保溫2～3小時(shí)，接著在270℃～300℃和5～10mpa的壓力下保溫30min～60min，然后保持壓力并在350℃～370℃保溫1～3小時(shí)，最后卸去壓力，冷卻至室溫。

進(jìn)一步地，步驟(4)中，浸漬后的碳化硅纖維布放入模具中，模具置于液壓機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行升溫和加壓；其中，模具從室溫升至200℃～240℃的升溫速率為5℃/min，從200℃～240℃升溫至270℃～300℃以及從270℃～300℃升溫至350℃～370℃的升溫速率均為3℃/min。

一種利用如上所述制備方法制得的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料，該結(jié)構(gòu)吸波材料中鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％～60％，余量為聚酰亞胺樹脂；該結(jié)構(gòu)吸波材料的彎曲強(qiáng)度為422～623mpa，在8-18ghz范圍內(nèi)反射率低于-8db的帶寬為3.7～6.2ghz。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明以聚酰亞胺樹脂為基體，鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體制備結(jié)構(gòu)吸波材料，通過水熱反應(yīng)和退火處理制得鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體；再通過真空浸漬處理，將聚酰胺酸充分浸漬到纖維內(nèi)部，后續(xù)的保溫是聚酰胺酸的亞胺化階段，最終經(jīng)過模壓完成樹脂固化交聯(lián)形成聚酰亞胺，得到鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料，該材料具有吸波承載一體化的功能。這種方法解決了傳統(tǒng)在基體中添加填料方法帶來分散性差、惡化力學(xué)性能的問題。對(duì)于復(fù)合材料介電性能，根據(jù)有效電磁理論，可以知道復(fù)合材料介電常數(shù)的實(shí)部是與極化能力有關(guān)，介電常數(shù)的虛部是與電導(dǎo)率有關(guān)，而在碳化硅纖維表面生長鈷酸鎳制備跨尺度增強(qiáng)體，一方面增大了復(fù)合材料的界面極化能力，對(duì)介電常數(shù)實(shí)部產(chǎn)生影響，另一方面提高了復(fù)合材料的電導(dǎo)率，對(duì)復(fù)合材料介電常數(shù)虛部產(chǎn)生影響，因此通過鈷酸鎳-碳化硅纖維跨尺度增強(qiáng)體的制備可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的介電性能和力學(xué)性能調(diào)節(jié)的目的。本發(fā)明的特點(diǎn)是選用耐溫性好的聚酰亞胺樹脂(在空氣中5％熱失重溫度約540℃)作為基體，相比與傳統(tǒng)的樹脂基體具有良好的高溫穩(wěn)定性。同時(shí)，碳化硅纖維布也具有良好的抗氧化穩(wěn)定性，而且制備復(fù)合材料的厚度可以通過碳化硅纖維布的層數(shù)決定。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，克服了現(xiàn)有技術(shù)中樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料中存在的使用溫度范圍偏低、工藝復(fù)雜等問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的吸波性能與力學(xué)性能，提高樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料的使用范圍，可以用于300℃的環(huán)境。

進(jìn)一步地，本發(fā)明通過控制退火溫度和時(shí)間等，保證鈷酸鎳納米線的生長長度和密度合適。

進(jìn)一步地，本發(fā)明采用階梯加溫加壓的制備工藝來制備聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料，對(duì)制備過程中的溫度和壓力進(jìn)行控制，保證聚酰亞胺樹脂亞胺化完全，確保了復(fù)合材料的良好的力學(xué)性能。

本發(fā)明材料解決了以往人們所發(fā)明的結(jié)構(gòu)吸波材料力學(xué)性能不足或吸波性能較差的問題，同時(shí)提高樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料的使用范圍，同時(shí)兼具良好的力學(xué)性能和吸波性能，滿足武器中溫部位對(duì)雷達(dá)波隱身和承載能力的要求。本發(fā)明結(jié)構(gòu)吸波材料彎曲強(qiáng)度都可以達(dá)到400mpa，在8-18ghz都具有良好的吸波效果。本發(fā)明所得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完整性好，抗沖擊性強(qiáng)，不易分層。

附圖說明

圖1是實(shí)施例2鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體的掃描圖。

圖2是實(shí)施例4鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料的反射率圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40wt％～60wt％鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體，40wt％～60wt％的聚酰亞胺樹脂組成。

本發(fā)明中所用的碳化硅纖維布是由電導(dǎo)率在10^-6～10^-4s/cm范圍內(nèi)的碳化硅纖維編織而成。

本發(fā)明鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體是通過水熱法制備出來的，其具體步驟：

步驟1、將剪裁合適尺寸的碳化硅纖維布，放入丙酮中在超聲波中清洗1小時(shí)，然后放入烘箱中烘干；烘干溫度為80℃；超聲波功率為100w。除膠處理，保證和樹脂之間的粘結(jié)性。

步驟2、溶液配制。稱取一定量的硝酸鈷，硝酸鎳和尿素，其中硝酸鈷、硝酸鎳和尿素的摩爾比為2mmol:1mmol:(3～11)mmol，然后加入到60～80ml的蒸餾水中進(jìn)行磁力攪拌，攪拌時(shí)間1h，轉(zhuǎn)速500rpm。

步驟3、將步驟2混合均勻的溶液倒入到高溫水熱反應(yīng)釜中，然后放入步驟1的碳纖維纖維布，其中碳化硅纖維布的尺寸為35mm*45mm。將放入碳化硅纖維布后的水熱反應(yīng)釜密封放到烘箱中進(jìn)行水熱反應(yīng)，其中水熱反應(yīng)溫度為110℃～170℃，水熱反應(yīng)時(shí)間3h～7h。水熱反應(yīng)結(jié)束后，取出碳化硅纖維布進(jìn)行退火處理，處理溫度為300～350℃，處理時(shí)間3～5h，升溫速率為1℃/min。退火結(jié)束后得到鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。重復(fù)此過程，獲得多片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。本發(fā)明中只有在水熱反應(yīng)后經(jīng)過退火處理才能轉(zhuǎn)變?yōu)殁捤徭?。其中水熱反?yīng)時(shí)間過短，退火溫度過低，退火時(shí)間過短，會(huì)導(dǎo)致生長鈷酸鎳納米線的長度偏短，對(duì)復(fù)合材料的介電性能提高有限，吸波性能改善作用弱，相反如果水熱反應(yīng)時(shí)間過長，退火溫度過高，退火時(shí)間過長，會(huì)使纖維表面生長鈷酸鎳納米線的密度增加，納米線相互纏繞對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能提高作用有限，而且過高納米線含量也會(huì)提高復(fù)合材料的介電常數(shù)，降低吸波材料阻抗匹配條件，惡化吸波效果，綜上分析，選擇合適的水熱時(shí)間、退火溫度和時(shí)間均對(duì)在碳化硅纖維表面生長鈷酸鎳制備跨尺度增強(qiáng)體具有重要意義。

本發(fā)明的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的制備方法，其具體步驟：

步驟1、將聚酰亞胺的前驅(qū)體聚酰胺酸溶液(聚酰亞胺的固含量為40％)均勻涂刷在制備好的多片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體的上表面和下表面。將涂刷有聚酰胺酸的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體疊放整齊，一般是5～10片，得到聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件。將所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件放入真空烘箱內(nèi)，對(duì)真空烘箱抽真空－保壓－卸壓以對(duì)鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體浸漬，具體是，對(duì)所述真空烘箱抽真空至0.08mpa并保持10～30min，以排除預(yù)制件中的氣泡。保壓結(jié)束后，真空烘箱恢復(fù)至常壓狀態(tài)。重復(fù)所述抽真空－保壓－卸壓過程3～5次，得到充分浸漬的纖維布。

步驟2、聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的制備。將經(jīng)過浸漬后的碳化硅纖維編織布放入模具中。將模具置于液壓機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行升溫和加壓。制備過程為：模具以5℃/min的升溫速度從室溫開始升溫,升溫至200℃～240℃保溫2～3小時(shí)；繼續(xù)對(duì)模具以3℃/min的升溫速率升溫至300℃，當(dāng)模具升溫至270～300℃時(shí)，通過液壓機(jī)對(duì)模具施加5～10mpa的壓力并保溫30～60min。保溫結(jié)束后在保持壓力的同時(shí)繼續(xù)以3℃/min的升溫速率升溫至350℃～370℃，保溫保壓1～3小時(shí)。保溫保壓結(jié)束后卸去壓力，待模具冷卻至室溫，將試樣取出完成結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料的制備加工。其中施加壓力對(duì)應(yīng)的溫度點(diǎn)和壓力大小要合適，施加壓力溫度點(diǎn)過早，聚酰亞胺樹脂亞胺化不完全，造成復(fù)合材料內(nèi)部殘留大量的氣泡；施加壓力溫度點(diǎn)過晚，聚酰亞胺樹脂已經(jīng)開始固化交聯(lián)反應(yīng)，壓力起不到排出氣泡的作用。同樣施加壓力過大會(huì)導(dǎo)致聚酰亞胺樹脂擠出過多，造成復(fù)合材料缺膠；而壓力過小，會(huì)降低復(fù)合材料中纖維的體積分?jǐn)?shù)，這些影響都會(huì)度復(fù)合材料的力學(xué)性能產(chǎn)生影響，綜上分析選擇合適的施加壓力對(duì)應(yīng)的溫度點(diǎn)和壓力具有重要意義。

實(shí)施例1

本實(shí)施例是一種鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料，所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料以鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體為吸收劑，以聚酰亞胺樹脂作為基體。其中鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體含量為40wt％，聚酰亞胺樹脂含量為60wt％。

本實(shí)施例還提出了一種制備所述鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料的方法，具體過程是：

步驟1、將剪裁合適尺寸的碳化硅纖維布6片，放入丙酮后在超聲波中清洗1小時(shí)，然后放入烘箱中烘干；烘干溫度為80℃；超聲波功率為100w。其中碳化硅纖維布的尺寸為35mm*45mm。

步驟2、溶液配制。稱取一定量的硝酸鈷，硝酸鎳和尿素，其中硝酸鈷,硝酸鎳和尿素的摩爾比為2mmol:1mmol:3mmol，然后加入到60ml的蒸餾水中進(jìn)行磁力攪拌，攪拌時(shí)間1h，轉(zhuǎn)速500rpm。

步驟3、將步驟2混合均勻的溶液倒入到高溫水熱反應(yīng)釜中，然后放入步驟1的碳纖維纖維布。將放入碳化硅纖維布后的水熱反應(yīng)釜密封后放到烘箱中進(jìn)行水熱反應(yīng)，其中水熱反溫度為110℃，水熱反應(yīng)時(shí)間3h。水熱反應(yīng)結(jié)束后，取出碳化硅纖維布進(jìn)行退火處理，處理溫度為300℃，處理時(shí)間3h，升溫速率為1℃/min。退火結(jié)束后得到鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。重復(fù)此過程，獲得6片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。

步驟4、將聚酰亞胺的前驅(qū)體聚酰胺酸溶液(聚酰亞胺的固含量為40％)均勻涂刷在制備好的6片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體的上表面和下表面。將涂刷有聚酰胺酸的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體疊放整齊，得到聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件。將所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件放入真空烘箱內(nèi)，對(duì)真空烘箱抽真空－保壓－卸壓以對(duì)鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體浸漬，具體是，對(duì)所述真空烘箱抽真空至0.08mpa并保持10min，以排除預(yù)制件中的氣泡。保壓結(jié)束后，真空烘箱恢復(fù)至常壓狀態(tài)。重復(fù)所述抽真空－保壓－卸壓過程3次，得到充分浸漬的纖維布。

步驟5、聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的制備。將經(jīng)過浸漬后的碳化硅纖維編織布放入模具中。將模具置于液壓機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行升溫和加壓。制備過程為：模具以5℃/min的升溫速度從室溫開始升溫,升溫至200℃保溫2小時(shí)；繼續(xù)對(duì)模具以3℃/min的升溫速率升溫至270℃，當(dāng)模具升溫至270℃時(shí)，通過液壓機(jī)對(duì)模具施加10mpa的壓力并保溫30min。保溫結(jié)束后在保持壓力的同時(shí)繼續(xù)以3℃/min的升溫速率升溫至350℃，保溫保壓1小時(shí)。保溫保壓結(jié)束后卸去壓力，待模具冷卻至室溫，將試樣取出完成結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料的制備加工。

所制備的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料彎曲強(qiáng)度為422mpa，在8-18ghz范圍內(nèi)反射率低于-8db的帶寬為3.7ghz。

實(shí)施例2

本實(shí)施例是一種鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料，所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料以鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體為吸收劑，以聚酰亞胺樹脂作為基體。其中鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體含量為40wt％，聚酰亞胺樹脂含量為60wt％。

本實(shí)施例還提出了一種制備所述鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料的方法，具體過程是：

步驟1、將剪裁合適尺寸的碳化硅纖維布7片，放入丙酮后在超聲波中清洗1小時(shí)，然后放入烘箱中烘干；烘干溫度為80℃；超聲波功率為100w。其中碳化硅纖維布的尺寸為35mm*45mm。

步驟2、溶液配制。稱取一定量的硝酸鈷，硝酸鎳和尿素，其中硝酸鈷,硝酸鎳和尿素的摩爾比為2mmol:1mmol:5mmol，然后加入到80ml的蒸餾水中進(jìn)行磁力攪拌，攪拌時(shí)間1h，轉(zhuǎn)速500rpm。

步驟3、將步驟2混合均勻的溶液倒入到高溫水熱反應(yīng)釜中，然后放入步驟1的碳纖維纖維布，其中碳化硅纖維布的尺寸為35mm*45mm。將放入碳化硅纖維布后的水熱反應(yīng)釜密封放到烘箱中進(jìn)行水熱反應(yīng)，其中水熱反溫度為130℃，水熱反應(yīng)時(shí)間5h。水熱反應(yīng)結(jié)束后，取出碳化硅纖維布進(jìn)行退火處理，處理溫度為300℃，處理時(shí)間5h，升溫速率為1℃/min。退火結(jié)束后得到鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。重復(fù)此過程，獲得7片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。

步驟4、將聚酰亞胺的前驅(qū)體聚酰胺酸溶液(聚酰亞胺的固含量為40％)均勻涂刷在制備好的7片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體的上表面和下表面。將涂刷有聚酰胺酸的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體疊放整齊，得到聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件。將所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件放入真空烘箱內(nèi)，對(duì)真空烘箱抽真空－保壓－卸壓以對(duì)鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體浸漬，具體是，對(duì)所述真空烘箱抽真空至0.08mpa并保持30min，以排除預(yù)制件中的氣泡。保壓結(jié)束后，真空烘箱恢復(fù)至常壓狀態(tài)。重復(fù)所述抽真空－保壓－卸壓過程4次，得到充分浸漬的纖維布。

步驟5、聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的制備。將經(jīng)過浸漬后的碳化硅纖維編織布放入模具中。將模具置于液壓機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行升溫和加壓。制備過程為：模具以5℃/min的升溫速度從室溫開始升溫,升溫至240℃保溫2小時(shí)；繼續(xù)對(duì)模具以3℃/min的升溫速率升溫至300℃，當(dāng)模具升溫至300℃時(shí)，通過液壓機(jī)對(duì)模具施加5mpa的壓力并保溫40min。保溫結(jié)束后在保持壓力的同時(shí)繼續(xù)以3℃/min的升溫速率升溫至350℃，保溫保壓3小時(shí)。保溫保壓結(jié)束后卸去壓力，待模具冷卻至室溫，將試樣取出完成結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料的制備加工。

如圖1所示，本發(fā)明制得的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完整性好，不易分層；所制備的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料彎曲強(qiáng)度為454mpa，在8-18ghz范圍內(nèi)反射率低于-8db的帶寬為4.1ghz。

實(shí)施例3

本實(shí)施例是一種鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料，所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料以鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體為吸收劑，以聚酰亞胺樹脂作為基體。其中鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體含量為50wt％，聚酰亞胺樹脂含量為50wt％。

本實(shí)施例還提出了一種制備所述鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料的方法，具體過程是：

步驟1、將剪裁合適尺寸的碳化硅纖維布8片，放入丙酮后在超聲波中清洗1小時(shí)，然后放入烘箱中烘干；烘干溫度為80℃；超聲波功率為100w。其中碳化硅纖維布的尺寸為35mm*45mm。

步驟2、溶液配制。稱取一定量的硝酸鈷，硝酸鎳和尿素，其中硝酸鈷,硝酸鎳和尿素的摩爾比為2mmol:1mmol:7mmol，然后加入到60ml的蒸餾水中進(jìn)行磁力攪拌，攪拌時(shí)間1h，轉(zhuǎn)速500rpm。

步驟3、將步驟2混合均勻的溶液倒入到高溫水熱反應(yīng)釜中，然后放入步驟1的碳纖維纖維布，其中碳化硅纖維布的尺寸為35mm*45mm。將放入碳化硅纖維布后的水熱反應(yīng)釜密封放到烘箱中進(jìn)行水熱反應(yīng)，其中水熱反溫度為150℃，水熱反應(yīng)時(shí)間7h。水熱反應(yīng)結(jié)束后，取出碳化硅纖維布進(jìn)行退火處理，處理溫度為350℃，處理時(shí)間5h，升溫速率為1℃/min。退火結(jié)束后得到鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。重復(fù)此過程，獲得8片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。

步驟4、將聚酰亞胺的前驅(qū)體聚酰胺酸溶液(聚酰亞胺的固含量為40％)均勻涂刷在制備好的8片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體的上表面和下表面。將涂刷有聚酰胺酸的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體疊放整齊，得到聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件。將所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件放入真空烘箱內(nèi)，對(duì)真空烘箱抽真空－保壓－卸壓以對(duì)鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體浸漬，具體是，對(duì)所述真空烘箱抽真空至0.08mpa并保持20min，以排除預(yù)制件中的氣泡。保壓結(jié)束后，真空烘箱恢復(fù)至常壓狀態(tài)。重復(fù)所述抽真空－保壓－卸壓過程5次，得到充分浸漬的纖維布。

步驟5、聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的制備。將經(jīng)過浸漬后的碳化硅纖維編織布放入模具中。將模具置于液壓機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行升溫和加壓。制備過程為：模具以5℃/min的升溫速度從室溫開始升溫,升溫至240℃保溫3小時(shí)；繼續(xù)對(duì)模具以3℃/min的升溫速率升溫至300℃，當(dāng)模具升溫至300℃時(shí)，通過液壓機(jī)對(duì)模具施加5mpa的壓力并保溫50min。保溫結(jié)束后在保持壓力的同時(shí)繼續(xù)以3℃/min的升溫速率升溫至370℃，保溫保壓1小時(shí)。保溫保壓結(jié)束后卸去壓力，待模具冷卻至室溫，將試樣取出完成結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料的制備加工。

所制備的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料彎曲強(qiáng)度為501mpa，在8-18ghz范圍內(nèi)反射率低于-8db的帶寬為5.3ghz。

實(shí)施例4

本實(shí)施例是一種鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料，所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料以鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體為吸收劑，以聚酰亞胺樹脂作為基體。其中鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體含量為60wt％，聚酰亞胺樹脂含量為40wt％。

本實(shí)施例還提出了一種制備所述鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料的方法，具體過程是：

步驟1、將剪裁合適尺寸的碳化硅纖維布10片，放入丙酮后在超聲波中清洗1小時(shí)，然后放入烘箱中烘干；烘干溫度為80℃；超聲波功率為100w。其中碳化硅纖維布的尺寸為35mm*45mm。

步驟2、溶液配制。稱取一定量的硝酸鈷，硝酸鎳和尿素，其中硝酸鈷,硝酸鎳和尿素的摩爾比為2mmol:1mmol:11mmol，然后加入到80ml的蒸餾水中進(jìn)行磁力攪拌，攪拌時(shí)間1h，轉(zhuǎn)速500rpm。

步驟3、將步驟2混合均勻的溶液倒入到高溫水熱反應(yīng)釜中，然后放入步驟1的碳纖維纖維布，其中碳化硅纖維布的尺寸為35mm*45mm。將放入碳化硅纖維布后的水熱反應(yīng)釜密封放到烘箱中進(jìn)行水熱反應(yīng)，其中水熱反溫度為170℃，水熱反應(yīng)時(shí)間6h。水熱反應(yīng)結(jié)束后，取出碳化硅纖維布進(jìn)行退火處理，處理溫度為320℃，處理時(shí)間4h，升溫速率為1℃/min。退火結(jié)束后得到鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。重復(fù)此過程，獲得10片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。

步驟4、將聚酰亞胺的前驅(qū)體聚酰胺酸溶液(聚酰亞胺的固含量為40％)均勻涂刷在制備好的10片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體的上表面和下表面。將涂刷有聚酰胺酸的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體疊放整齊，得到聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件。將所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件放入真空烘箱內(nèi)，對(duì)真空烘箱抽真空－保壓－卸壓以對(duì)鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體浸漬，具體是，對(duì)所述真空烘箱抽真空至0.08mpa并保持30min，以排除預(yù)制件中的氣泡。保壓結(jié)束后，真空烘箱恢復(fù)至常壓狀態(tài)。重復(fù)所述抽真空－保壓－卸壓過程4次，得到充分浸漬的纖維布。

步驟5、聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的制備。將經(jīng)過浸漬后的碳化硅纖維編織布放入模具中。將模具置于液壓機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行升溫和加壓。制備過程為：模具以5℃/min的升溫速度從室溫開始升溫,升溫至230℃保溫2小時(shí)；繼續(xù)對(duì)模具以3℃/min的升溫速率升溫至290℃，當(dāng)模具升溫至290℃時(shí)，通過液壓機(jī)對(duì)模具施加8mpa的壓力并保溫60min。保溫結(jié)束后在保持壓力的同時(shí)繼續(xù)以3℃/min的升溫速率升溫至370℃，保溫保壓3小時(shí)。保溫保壓結(jié)束后卸去壓力，待模具冷卻至室溫，將試樣取出完成結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料的制備加工。

所制備的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料彎曲強(qiáng)度為623mpa，如圖2所示，在8-18ghz范圍內(nèi)反射率低于-8db的帶寬為6.2ghz。

實(shí)施例5

本實(shí)施例是一種鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料，所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料以鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體為吸收劑，以聚酰亞胺樹脂作為基體。其中鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體含量為60wt％，聚酰亞胺樹脂含量為40wt％。

本實(shí)施例還提出了一種制備所述鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料的方法，具體過程是：

步驟1、將剪裁合適尺寸的碳化硅纖維布5片，放入丙酮后在超聲波中清洗1小時(shí)，然后放入烘箱中烘干；烘干溫度為80℃；超聲波功率為100w。其中碳化硅纖維布的尺寸為35mm*45mm。

步驟2、溶液配制。稱取一定量的硝酸鈷，硝酸鎳和尿素，其中硝酸鈷,硝酸鎳和尿素的摩爾比為2mmol:1mmol:8mmol，然后加入到70ml的蒸餾水中進(jìn)行磁力攪拌，攪拌時(shí)間1h，轉(zhuǎn)速500rpm。

步驟3、將步驟2混合均勻的溶液倒入到高溫水熱反應(yīng)釜中，然后放入步驟1的碳纖維纖維布。將放入碳化硅纖維布后的水熱反應(yīng)釜密封放到烘箱中進(jìn)行水熱反應(yīng)，其中水熱反溫度為130℃，水熱反應(yīng)時(shí)間5h。水熱反應(yīng)結(jié)束后，取出碳化硅纖維布進(jìn)行退火處理，處理溫度為320℃，處理時(shí)間4.5h，升溫速率為1℃/min。退火結(jié)束后得到鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。重復(fù)此過程，獲得5片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體。

步驟4、將聚酰亞胺的前驅(qū)體聚酰胺酸溶液(聚酰亞胺的固含量為40％)均勻涂刷在制備好的5片鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體的上表面和下表面。將涂刷有聚酰胺酸的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體疊放整齊，得到聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件。將所述聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的預(yù)制件放入真空烘箱內(nèi)，對(duì)真空烘箱抽真空－保壓－卸壓以對(duì)鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體浸漬，具體是，對(duì)所述真空烘箱抽真空至0.08mpa并保持30min，以排除預(yù)制件中的氣泡。保壓結(jié)束后，真空烘箱恢復(fù)至常壓狀態(tài)。重復(fù)所述抽真空－保壓－卸壓過程3～5次，得到充分浸漬的纖維布。

步驟5、聚酰亞胺樹脂基的結(jié)構(gòu)吸波材料的制備。將經(jīng)過浸漬后的碳化硅纖維編織布放入模具中。將模具置于液壓機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行升溫和加壓。制備過程為：模具以5℃/min的升溫速度從室溫開始升溫,升溫至240℃保溫2.5小時(shí)；繼續(xù)對(duì)模具以3℃/min的升溫速率升溫至300℃，當(dāng)模具升溫至300℃時(shí)，通過液壓機(jī)對(duì)模具施加6mpa的壓力并保溫60min。保溫結(jié)束后在保持壓力的同時(shí)繼續(xù)以3℃/min的升溫速率升溫至360℃，保溫保壓2小時(shí)。保溫保壓結(jié)束后卸去壓力，待模具冷卻至室溫，將試樣取出完成結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料的制備加工。

所制備的鈷酸鎳-碳化硅纖維多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基結(jié)構(gòu)吸波材料彎曲強(qiáng)度為589mpa，在8-18ghz范圍內(nèi)反射率低于-8db的帶寬為5.6ghz。

對(duì)比例1

樹脂成型工藝，如果不加壓的話，材料內(nèi)部會(huì)含有大量的氣孔，降低材料力學(xué)性能。