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Abstract

本发明提供了一种透波陶瓷天线罩表面处理方法，不仅可能够解决陶瓷表面孔隙凹坑处理，提升表面质量，还是一种有效的防潮技术。本发明工艺简单、易操作，成本低廉；在修复天线罩表面凹坑修复，提高表面质量的同时，具有超疏水结构的防潮功能；附着力高，相对与树脂涂层，具有高温残碳量极低，不影响天线透波性能的优势。

Description

一种透波陶瓷天线罩表面处理方法
技术领域
本发明属于航天用耐高温透波陶瓷技术领域，具体地指一种透波陶瓷天线罩表面处理方法。
背景技术
石英陶瓷或石英复合陶瓷是一种耐高温透波材料，它是在恶劣使用环境条件下保护飞行器的通讯、制导等系统正常工作的一种多功能电介质材料，在航天上主要用于雷达天线罩。天线罩是在恶劣环境条件下对天线进行力热防护保证其正常工作，同时具备透波功能。
石英陶瓷材料尤其是纤维增强复合陶瓷材料天线罩在加工过程中，由于扯削作用力，表面石英颗粒及石英纤维易脱落，导致表面凹坑、凹点，粗糙度较大，影响产品外观的同时，更重要的是应用天线罩透波性能。另外，石英陶瓷及石英复合陶瓷为多孔孔亲水性材料，极易吸潮，吸潮后严重影响透波性能。陶瓷天线罩成型、加工等均为不可逆的过程，为降低产品粗糙度，防止天线罩吸潮，提升天线罩透波性能及表观质量，陶瓷天线罩表面处理，是较好的技术方法。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单、耐高温、低残碳，具有防潮功能的透波陶瓷天线罩表面处理方法。
为了达到上述目的，本发明设计的透波陶瓷天线罩表面处理方法，包括以下步骤：
S1，配制修复浆料：取焙烧活化的石英粉、正硅酸乙酯、硅溶胶，按照石英粉：正硅酸乙酯：硅溶胶为35±10：10：55质量份，混合均匀，在40℃～50℃，不断搅拌条件下，反应1h～2h，然后在-30kPa～-50kPa条件下抽真空30～40min，形成修复浆料；
S2，天线罩表面处理：用细砂纸将天线罩表面打磨毛化，然后将天线罩表面杂质及浮尘吹除干净，再将天线罩表面润湿；
S3，天线罩表面修复：将S1中的修复浆料，均匀涂于天线罩表面，在室温条件下晾置12h～24h，针对大凹坑部位重复补涂和晾置，烧结后用细砂纸将天线罩表面打磨光滑；
S4，配置涂层浆料：按照质量份，取硅溶胶50份，通过加入冰醋酸，调节至pH＝3～3.5，加入5份甲氧基POSS，混合均匀，室温条件下静置3h～5h；然后边搅拌边加入45份甲氧基氟硅烷，然后在35℃～45℃条件下，反应10h～15h，并不断搅拌，在-30kPa～-50kPa条件下抽真空30min～40min，即得到涂层浆料；
S5，表面涂层：采用浸涂方式，将涂层浆料涂于天线罩表面，室温晾置4h～6h，然后200℃～280℃鼓风烘干1min～2min。
优选的，S1中，石英粉采用100～200纳米和200～300微米粒径混合使用。
进一步优选的，微米粉采用氢氧焰灼烧或900～1100℃高温氧气气氛条件下焙烧
优选的，S2中，采用氮气或洁净的压缩空气将天线罩表面杂质及浮尘吹除干净。
优选的，S2中，用高纯水以喷雾形式将天线罩表面润湿。
优选的，S3中，在600℃～700℃烧结2h。
优选的，S4中，甲氧基POSS采用八基团甲氧基。
优选的，S4中，甲氧基氟硅烷为十七氟癸基三甲氧基硅烷、二甲氧基氟硅烷、三甲氧基氟硅烷、三氟丙基二甲基甲基硅烷中的一种或几种的混合。
优选的，S4中，硅溶胶的固含量在50％以上，钠离子杂质含量小于500ppm，胶粒的聚集直径小于60nm，硅溶胶中加入了3％～5％的铝溶胶，其中氧化铝固含量为10％，PH＝2～4，进行改性，提高涂层强度。
优选的，S5中，将天线罩置于密封容器中，对容器抽真空，然后将涂层浆料到入容器中，静置10min～15min取出即可。
进一步优选的，对容器进行抽真空时，真空度≤-80kPa。
进一步优选的，根据需要可以进行多次浸涂，但最大涂层厚度不宜超过80微米。
进一步优选的，所述涂层的厚度为20微米～40微米。
本发明的有益效果是：一、提供了工艺简单、易操作，成本低廉的天线罩表面处理方法；二、在修复天线罩表面凹坑，提高表面质量的同时，具有超疏水结构的防潮功能；三，提供一种无机结构涂层，与陶瓷本体材料一致，且附着力高，相对与树脂涂层，具有高温残碳量极低，不影响天线透波性能的优势。
本发明不仅可能够解决陶瓷表面孔隙凹坑处理，提升表面质量，还是一种有效的防潮技术。
具体实施方式
下面通过列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明设计的一种透波陶瓷天线罩表面处理方法，包括如下步骤：
S1，配制修复浆料：首先将石英粉焙烧活化，然后将石英粉、正硅酸乙酯、硅溶胶按照35：10：55质量份，混合均匀，在40℃～50℃，不断搅拌条件下，反应1h～2h，然后在-30kPa～-50kPa抽真空30～40min，形成修复浆料。石英粉采用100～200纳米和200～300微米粒径搭配使用，防止皲裂，微米粉采用氢氧焰灼烧或900～1100℃高温氧气气氛条件下焙烧，使表面活化，提高羟基含量。根据修复表面凹坑尺寸的大小不同，可以适当调整石英粉的添加量，一般波动±10质量份。
S2，天线罩表面处理：采用细砂纸将纤维增强石英复合陶瓷或石英陶瓷天线罩表面打磨毛化，然后采用氮气或洁净的压缩空气将天线罩表面杂质及浮尘吹除干净，然后用高纯水以喷雾形式将天线罩表面润湿。
S3，天线罩表面修复：将步骤1)中修复浆料，均匀涂于天线罩表面，在室温条件下晾置12h～24h，针对大凹坑部位允许重复补涂和晾置，然后600℃～700℃烧结2h，然后用细砂纸打磨光滑。
S4，配置涂层浆料：按照质量份，取硅溶胶50份，通过加入冰醋酸，调节至pH＝3～3.5，加入5份甲氧基POSS，混合均匀，室温条件下静置3h～5h。然后边搅拌边加入45份甲氧基氟硅烷，然后在35℃～45℃条件下，反应10h～15h，并不断搅拌，然后在-30kPa～-50kPa抽真空30min40min，即得到涂层浆料。甲氧基POSS采用八基团甲氧基，硅溶胶，甲氧基氟硅烷可以为十七氟癸基三甲氧基硅烷、二甲氧基氟硅烷、三甲氧基氟硅烷、三氟丙基二甲基甲基硅烷等一种或几种的混合。硅溶胶的固含量在50％以上，钠离子杂质含量小于500ppm，胶粒的聚集直径小于60nm，硅溶胶中加入3％的铝溶胶，其中氧化铝固含量为10％，PH＝2～4，进行改性，提高涂层强度。
S5，表面涂层：采用浸涂方式，将涂层浆料涂于天线罩表面，室温晾置4h～6h，然后200℃～280℃鼓风烘干1min～2min。即得完成石英复合陶瓷天线罩表面处理。涂层方式是将天线罩置于密封容器中，对容器抽真空(真空度≤-80kPa)，然后将涂层浆料到吸入容器中，静置10min～15min取出即可。该方法相比喷涂或刷涂更均匀，且胶液在浅表层的渗入更深，易对小凹点进行修复，表观质量更好。根据需要可进行多次浸涂，但最大涂层厚度不宜超过80微米，最佳厚度为20微米～40微米。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种透波陶瓷天线罩表面处理方法，包括以下步骤：
S1，配制修复浆料：取焙烧活化的石英粉、正硅酸乙酯、硅溶胶，按照石英粉：正硅酸乙酯：硅溶胶为35±10：10：55质量份，混合均匀，在40℃～50℃，不断搅拌条件下，反应1h～2h，然后在-30kPa～-50kPa条件下抽真空30～40min，形成修复浆料；
S2，天线罩表面处理：用细砂纸将天线罩表面打磨毛化，然后将天线罩表面杂质及浮尘吹除干净，再将天线罩表面润湿；
S3，天线罩表面修复：将S1中的修复浆料，均匀涂于天线罩表面，在室温条件下晾置12h～24h，针对大凹坑部位重复补涂和晾置，烧结后用细砂纸将天线罩表面打磨光滑；
S4，配置涂层浆料：按照质量份，取硅溶胶50份，通过加入冰醋酸，调节至pH＝3～3.5，加入5份甲氧基POSS，混合均匀，室温条件下静置3h～5h；然后边搅拌边加入45份甲氧基氟硅烷，然后在35℃～45℃条件下，反应10h～15h，并不断搅拌，在-30kPa～-50kPa条件下抽真空30min～40min，即得到涂层浆料；
S5，表面涂层：采用浸涂方式，将涂层浆料涂于天线罩表面，室温晾置4h～6h，然后200℃～280℃鼓风烘干1min～2min。
2.根据权利要求1所述的透波陶瓷天线罩表面处理方法，其特征在于：S1中，石英粉采用100～200纳米和200～300微米粒径混合使用；微米粉采用氢氧焰灼烧或900～1100℃高温氧气气氛条件下焙烧。
3.根据权利要求1所述的透波陶瓷天线罩表面处理方法，其特征在于：S2中，采用氮气或洁净的压缩空气将天线罩表面杂质及浮尘吹除干净；用高纯水以喷雾形式将天线罩表面润湿。
4.根据权利要求1所述的透波陶瓷天线罩表面处理方法，其特征在于：S3中，在600℃～700℃烧结2h。
5.根据权利要求1所述的透波陶瓷天线罩表面处理方法，其特征在于：S4中，甲氧基POSS采用八基团甲氧基。
6.根据权利要求1所述的透波陶瓷天线罩表面处理方法，其特征在于：S4中，甲氧基氟硅烷为十七氟癸基三甲氧基硅烷、二甲氧基氟硅烷、三甲氧基氟硅烷、三氟丙基二甲基甲基硅烷中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求1所述的透波陶瓷天线罩表面处理方法，其特征在于：S4中，硅溶胶的固含量在50％以上，钠离子杂质含量小于500ppm，胶粒的聚集直径小于60nm，硅溶胶中加入了3％～5％的铝溶胶，其中氧化铝固含量为10％，PH＝2～4，进行改性。
8.根据权利要求1所述的透波陶瓷天线罩表面处理方法，其特征在于：S5中，将天线罩置于密封容器中，在真空度≤-80kPa下对容器抽真空，然后将涂层浆料到入容器中，静置10min～15min取出即可。
9.根据权利要求8所述的透波陶瓷天线罩表面处理方法，其特征在于：根据需要可以进行多次浸涂，但最大涂层厚度不宜超过80微米。
10.根据权利要求8或9所述的透波陶瓷天线罩表面处理方法，其特征在于：所述涂层的厚度为20微米～40微米。
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