三维夹芯层连织物/氰酸酯复合材料工艺及透波性能研究

admin · 发表于 2022-9-11 17:52:34

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夹层结构因其轻质高强、透波性好等特点已成为树脂基透波复合材料的重要结构形式之一。目前透波用夹芯材料主要有蜂窝或泡沫材料，泡沫夹芯材料如聚氨酯强度相对低且不耐温，Nomex蜂窝因其优异的综合性能获得了更广泛的应用。然而传统夹层结构复合材料采用胶接的方式将蒙皮与芯材复合，恶劣的使用环境易引起面层与芯材脱粘题目。近年来发展的三维夹芯层连织物是一种整体编织而成，层与层之间纱线相连、呈中空结构的织物，由其制成的复合材料面/芯无剥离，并且层连织物面层与芯柱均采用玻璃纤维，由其制备透波复合材料具有潜在优势。本文以三维夹芯层连织物/氰酸酯复合材料为研究对象，首先研究了三维夹芯层连织物与氰酸酯的复合工艺，优化了复合工艺参数，考察了三维夹芯层连织物/氰酸酯复合材料的透波性能，分析了芯柱高度、芯柱密度、面板增强以及电磁波入射角度对其透波性能影响，及与其它夹层结构的性能对比。在此基础上，测试了夹芯层连织物/氰酸酯复合材料的力学性能，研究了其泡沫填充复合材料和双夹层结构复合材料的透波性能，曲面结构的成型工艺及其规律。研究结果表明：实验发展了适用于层连织物的高温树脂体系溶液浸渍复合成型方法，解决了氰酸酯树脂均匀分布、芯柱浸润性及厚度回复等题目。由其制备的复合材料，其芯柱纤维含量高于上下面层，并且纤维质量分数随着芯柱高度增加先降后升，在8mm处存在最低值。与同材料体系的蜂窝夹层结构复合材料相比，层连织物/氰酸酯复合材料透波性能略优；层连织物/氰酸酯复合材料透波率大于层连织物/环氧复合材料。层连织物/氰酸酯复合材料的比平压强度优于蜂窝夹层结构复合材料，其剪切强度低于蜂窝夹层结构复合材料。透波率随芯柱高度增加而先升后降，8-12GHz频率的透波率略大于12-18GHz的透波率，电场平行于经向的透波率略大于平行纬向的透波率，入射角的对透波率影响较小。面板增强后夹芯层连织物/氰酸酯复合材料的透波率下降明显，并且透波率随角度增加下降明显。双夹层结构复合材料的透波带宽优于面板增强复合材料，并对电磁波入射角度不敏感。填充聚氨酯泡沫后，层连织物/氰酸酯复合材料透波性能有所下降。对于单曲率层连织物复合材料，纬向铺覆比经向铺覆更易产生褶皱，褶皱数目随着复合材料曲面直径增加而减少、随着周长差增加而增加；当周长差与直径的比值大于某一数值时，极易产生褶皱。

三维夹芯层连织物/氰酸酯复合材料工艺及透波性能研究

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