CN112941905A - 一种碳纤维雷达吸波材料 - Google Patents

一种碳纤维雷达吸波材料 Download PDF

Info

Publication number
CN112941905A
CN112941905A CN202110198770.1A CN202110198770A CN112941905A CN 112941905 A CN112941905 A CN 112941905A CN 202110198770 A CN202110198770 A CN 202110198770A CN 112941905 A CN112941905 A CN 112941905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon
fiber
carbon fiber
nano
ferroferric oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110198770.1A
Other languages
English (en)
Inventor
何丽芬
左晓丽
江晨希
居海滨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nantong Textile and Silk Industrial Technology Research Institute
Original Assignee
Nantong Textile and Silk Industrial Technology Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong Textile and Silk Industrial Technology Research Institute filed Critical Nantong Textile and Silk Industrial Technology Research Institute
Priority to CN202110198770.1A priority Critical patent/CN112941905A/zh
Publication of CN112941905A publication Critical patent/CN112941905A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/73—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof
    • D06M11/74—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof with carbon or graphite; with carbides; with graphitic acids or their salts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
    • D04H1/492—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres by fluid jet
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
    • D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/36—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
    • D06M11/49—Oxides or hydroxides of elements of Groups 8, 9,10 or 18 of the Periodic Table; Ferrates; Cobaltates; Nickelates; Ruthenates; Osmates; Rhodates; Iridates; Palladates; Platinates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/34—Polyamides
    • D06M2101/36—Aromatic polyamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/40—Fibres of carbon

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

本发明公开了一种碳纤维雷达吸波材料，其中所使用的主料包括：碳纤维、芳纶纤维、纳米碳粉、碳纳米管和纳米四氧化三铁磁性乳液；制备方法具体如下：碳纤维和芳纶纤维制备纤网、纤网水刺成碳纤维水刺毡、碳纤维水刺毡浸渍纳米四氧化三铁磁性乳液、轧去多余液体并烘焙干燥。本发明通过有机纤维材料与金属材料的混搭，实现对远红外热源的隐身，加入碳纤维、纳米碳粉、碳纳米管等物质，改变材料的电磁性能，并通过对其结构的设计，使雷达波吸收最大化，大大提高车辆的隐身机动性能，轻薄柔软且延展性好的吸波碳纤维水刺毡材料，便于模块化拼接在目标物面层上，避免厚重和附着盲区带来的隐身不完全的问题，达到机动车体成像变形的目的。

Description

一种碳纤维雷达吸波材料
技术领域
本发明涉及隐身吸波材料领域，具体涉及一种碳纤维雷达吸波材料。
背景技术
随着各种侦查手段的不断进步，从地面到空中甚至到太空，对环境的探查可谓无处不在，而红外成像、雷达成像也被广泛应用，致使军队快速隐蔽的集结，达到瞒天过海越来越困难，而激光制导也使陆军车辆无处躲藏。为了给陆军提供一个对侦查反制的手段，研发能够针对可见光、红外、雷达乃至激光的综合侦查及打击手段的隐身材料是亟需解决的问题，使军队充分的融入背景之中，达到出其不意攻其不备的战术目的。
目前国内针对可见光、红外成像、雷达成像、激光测距等单一侦查手段都有了较好的反制措施，但将几种方式整合在一起的材料仍然缺失。根据可查的资料显示，外军已存在多种侦查手段统一的隐身材料，并且可通过不同部位的隐身材料的混合搭配，实现对战术车辆在成像过程中的变形，达到迷惑敌军的目的。
传统的陆军隐身材料都是通过伪装网的形式出现，可以达到可见光及近红外的隐身，但对雷达波主要以散射实现反射衰减，这种对于多种不规则的陆军车辆很难实现各种角度的雷达衰减的均一性，而且也很难整合激光反制手段，而且这种材料多数是用在固定的场所，用在可移动设施时会发生钩挂等现象造成损坏，进而无法达到隐身的效果。而采用铁氧体等的雷达吸波材料，虽然有很好的雷达波吸收效果，可实现各种角度雷达波的最大吸收效率，也能很好的贴合车体，却存在质量过大的缺陷，影响车辆的机动性能。
因此，发明一种碳纤维雷达吸波材料来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维雷达吸波材料，通过有机纤维材料与金属材料的混搭，实现对远红外热源的隐身，加入碳纤维、纳米碳粉、碳纳米管等物质，改变材料的电磁性能，并通过对其结构的设计，使雷达波吸收最大化，大大提高车辆的隐身机动性能，使车辆等充分融入到背景当中，以解决技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳纤维雷达吸波材料，其中所使用的主料包括：碳纤维、芳纶纤维、纳米碳粉、碳纳米管和纳米四氧化三铁磁性乳液；
碳纤维雷达吸波材料的制备方法具体如下：
步骤一：将碳纤维和芳纶纤维按照一定的比例取料，并对配置好的两种纤维开松混合，使得碳纤维充分分散，与芳纶纤维混合均匀后采用罗拉式梳理对混合纤维进行梳理，得到均匀的纤网；
步骤二：对纤网进行预针刺，再经过水刺成碳纤维复合水刺毡，最终制备成具有一定强度的非织造材料，即碳纤维水刺毡；
步骤三：将准备好的纳米碳粉和碳纳米管碳加入特制的纳米四氧化三铁磁性乳液中并混合均匀，然后将碳纤维水刺毡浸渍在纳米四氧化三铁磁性乳液中；
步骤四：取出纤维水刺毡轧去多余液体，并将纤维水刺毡放置于烘箱中烘焙干燥，最后将烘干的吸波碳纤维水刺毡材料收卷存储。
优选的，所述步骤一中纤网内碳纤维含量为5-20％，纤网内芳纶纤维含量为80-95％，所述碳纤维的长度均值设置为4cm，所述纤网质量控制在≤200g/m2。
优选的，所述纳米四氧化三铁磁性乳液的制备工艺如下：
S1：称取1-6份纳米四氧化三铁颗粒，加入到乙醇溶液80-100份和去离子水100-200份的混合溶液中，机械搅拌3-5min，再超声分散10-20min；
S2：加入十二烷基苯磺酸钠10-30份，机械搅拌3-5min，再超声分散10-20min；
S3：加入硅烷偶联剂1份，用冰醋酸调至体系pH值为6-7，机械搅拌5-10min，再超声分散20-30min，得到纳米四氧化三铁分散液。
优选的，所述步骤三中纳米碳粉和碳纳米管碳与纳米四氧化三铁磁性乳液的添加体积比设置为纳米碳粉：碳纳米管碳：纳米四氧化三铁磁性乳液＝1：1：22-25。
优选的，所述步骤三中碳纤维水刺毡浸渍时将碳纤维水刺毡完全浸渍在纳米四氧化三铁分散液中，浸渍时间为0.5-1.5min，浴比为10-20：1。
优选的，所述步骤四中轧去多余液体时轧余率为60-80％，在烘箱中烘焙温度为150-260℃，烘焙时间为5-10min。
优选的，所述吸波碳纤维水刺毡材料在使用时呈模块化附着在目标物面层上。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
1、通过有机纤维材料与金属材料的混搭，实现对远红外热源的隐身，加入碳纤维、纳米碳粉、碳纳米管等物质，改变材料的电磁性能，并通过对其结构的设计，使雷达波吸收最大化，大大提高车辆的隐身机动性能，使车辆等充分融入到背景当中；
2、通过碳纤维和芳纶纤维梳理成纤网，增强材料力学性能，提高吸波材料的和隐身物质的附着性，采用水刺解决碳纤维刚性较大的问题，水刺工艺进行柔性加固，提高对碳纤维保护效果，吸波碳纤维水刺毡材料轻薄柔软，且延展性好，便于模块化拼接在目标物面层上，避免厚重和附着盲区带来的隐身不完全的问题，达到机动车体成像变形的目的，并适应多种车辆类型。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将对本发明作进一步的详细介绍。
实施例1：
本发明提供了一种碳纤维雷达吸波材料，其中所使用的主料包括：碳纤维、芳纶纤维、纳米碳粉、碳纳米管和纳米四氧化三铁磁性乳液；
所述纳米四氧化三铁磁性乳液的制备工艺如下：
S1：称取1份纳米四氧化三铁颗粒，加入到乙醇溶液80份和去离子水100份的混合溶液中，机械搅拌3min，再超声分散10min；
S2：加入十二烷基苯磺酸钠10份，机械搅拌3min，再超声分散10min；
S3：加入硅烷偶联剂1份，用冰醋酸调至体系pH值为6，机械搅拌5min，再超声分散20min，得到纳米四氧化三铁分散液；
碳纤维雷达吸波材料的制备方法具体如下：
步骤一：将碳纤维和芳纶纤维按照一定的比例取料，并对配置好的两种纤维开松混合，使得碳纤维充分分散，与芳纶纤维混合均匀后采用罗拉式梳理对混合纤维进行梳理，得到均匀的纤网，纤网内碳纤维含量为5％，纤网内芳纶纤维含量为95％，所述碳纤维的长度均值设置为4cm，所述纤网质量控制在≤200g/m2；
步骤二：对纤网进行预针刺，再经过水刺成碳纤维复合水刺毡，最终制备成具有一定强度的非织造材料，即碳纤维水刺毡；
步骤三：将准备好的纳米碳粉和碳纳米管碳加入特制的纳米四氧化三铁磁性乳液中并混合均匀，纳米碳粉和碳纳米管碳与纳米四氧化三铁磁性乳液的添加体积比设置为纳米碳粉：碳纳米管碳：纳米四氧化三铁磁性乳液＝1：1：25，然后将碳纤维水刺毡浸渍在纳米四氧化三铁磁性乳液中，碳纤维水刺毡浸渍时将碳纤维水刺毡完全浸渍在纳米四氧化三铁分散液中，浸渍时间为0.5min，浴比为10：1；
步骤四：取出纤维水刺毡轧去多余液体，轧去多余液体时轧余率为60％，并将纤维水刺毡放置于烘箱中烘焙干燥，在烘箱中烘焙温度为150℃，烘焙时间为5min，最后将烘干的吸波碳纤维水刺毡材料收卷存储。
进一步的，在上述技术方案中，所述吸波碳纤维水刺毡材料在使用时呈模块化附着在目标物面层上。
本实施例中制备的吸波碳纤维水刺毡材料质地均匀，纤维面层轻薄柔软，延展性好，附着性优异，便于推广使用，用于目标物面层后，吸波性能好，能够达到伪装和隐身效果，本实施例制备的吸波碳纤维水刺毡材料在8-18GHz频段范围内的电磁波反射率测试中雷达波最低反射率值为-5.61dB。
实施例2：
本发明提供了一种碳纤维雷达吸波材料，其中所使用的主料包括：碳纤维、芳纶纤维、纳米碳粉、碳纳米管和纳米四氧化三铁磁性乳液；
所述纳米四氧化三铁磁性乳液的制备工艺如下：
S1：称取4份纳米四氧化三铁颗粒，加入到乙醇溶液90份和去离子水150份的混合溶液中，机械搅拌4min，再超声分散15min；
S2：加入十二烷基苯磺酸钠20份，机械搅拌4min，再超声分散15min；
S3：加入硅烷偶联剂1份，用冰醋酸调至体系pH值为6.5，机械搅拌8min，再超声分散25min，得到纳米四氧化三铁分散液；
碳纤维雷达吸波材料的制备方法具体如下：
步骤一：将碳纤维和芳纶纤维按照一定的比例取料，并对配置好的两种纤维开松混合，使得碳纤维充分分散，与芳纶纤维混合均匀后采用罗拉式梳理对混合纤维进行梳理，得到均匀的纤网，纤网内碳纤维含量为10％，纤网内芳纶纤维含量为90％，所述碳纤维的长度均值设置为4cm，所述纤网质量控制在≤200g/m2；
步骤二：对纤网进行预针刺，再经过水刺成碳纤维复合水刺毡，最终制备成具有一定强度的非织造材料，即碳纤维水刺毡；
步骤三：将准备好的纳米碳粉和碳纳米管碳加入特制的纳米四氧化三铁磁性乳液中并混合均匀，纳米碳粉和碳纳米管碳与纳米四氧化三铁磁性乳液的添加体积比设置为纳米碳粉：碳纳米管碳：纳米四氧化三铁磁性乳液＝1：1：24，然后将碳纤维水刺毡浸渍在纳米四氧化三铁磁性乳液中，碳纤维水刺毡浸渍时将碳纤维水刺毡完全浸渍在纳米四氧化三铁分散液中，浸渍时间为1min，浴比为15：1；
步骤四：取出纤维水刺毡轧去多余液体，轧去多余液体时轧余率为70％，并将纤维水刺毡放置于烘箱中烘焙干燥，在烘箱中烘焙温度为200℃，烘焙时间为8min，最后将烘干的吸波碳纤维水刺毡材料收卷存储。
进一步的，在上述技术方案中，所述吸波碳纤维水刺毡材料在使用时呈模块化附着在目标物面层上。
对比实施例1，本实施例中制备的吸波碳纤维水刺毡材料质地均匀，纤维面层轻薄柔软，延展性好，附着性优异，便于推广使用，用于目标物面层后，吸波性能好，能够达到伪装和隐身效果，本实施例制备的吸波碳纤维水刺毡材料在8-18GHz频段范围内的电磁波反射率测试中雷达波最低反射率值为-12.32dB。
实施例3：
本发明提供了一种碳纤维雷达吸波材料，其中所使用的主料包括：碳纤维、芳纶纤维、纳米碳粉、碳纳米管和纳米四氧化三铁磁性乳液；
所述纳米四氧化三铁磁性乳液的制备工艺如下：
S1：称取4份纳米四氧化三铁颗粒，加入到乙醇溶液90份和去离子水150份的混合溶液中，机械搅拌4min，再超声分散15min；
S2：加入十二烷基苯磺酸钠20份，机械搅拌4min，再超声分散15min；
S3：加入硅烷偶联剂1份，用冰醋酸调至体系pH值为6.5，机械搅拌8min，再超声分散25min，得到纳米四氧化三铁分散液；
碳纤维雷达吸波材料的制备方法具体如下：
步骤一：将碳纤维和芳纶纤维按照一定的比例取料，并对配置好的两种纤维开松混合，使得碳纤维充分分散，与芳纶纤维混合均匀后采用罗拉式梳理对混合纤维进行梳理，得到均匀的纤网，纤网内碳纤维含量为15％，纤网内芳纶纤维含量为85％，所述碳纤维的长度均值设置为4cm，所述纤网质量控制在≤200g/m2；
步骤二：对纤网进行预针刺，再经过水刺成碳纤维复合水刺毡，最终制备成具有一定强度的非织造材料，即碳纤维水刺毡；
步骤三：将准备好的纳米碳粉和碳纳米管碳加入特制的纳米四氧化三铁磁性乳液中并混合均匀，纳米碳粉和碳纳米管碳与纳米四氧化三铁磁性乳液的添加体积比设置为纳米碳粉：碳纳米管碳：纳米四氧化三铁磁性乳液＝1：1：23，然后将碳纤维水刺毡浸渍在纳米四氧化三铁磁性乳液中，碳纤维水刺毡浸渍时将碳纤维水刺毡完全浸渍在纳米四氧化三铁分散液中，浸渍时间为1min，浴比为15：1；
步骤四：取出纤维水刺毡轧去多余液体，轧去多余液体时轧余率为70％，并将纤维水刺毡放置于烘箱中烘焙干燥，在烘箱中烘焙温度为200℃，烘焙时间为8min，最后将烘干的吸波碳纤维水刺毡材料收卷存储。
进一步的，在上述技术方案中，所述吸波碳纤维水刺毡材料在使用时呈模块化附着在目标物面层上。
对比实施例1和2，本实施例中制备的吸波碳纤维水刺毡材料质地均匀，纤维面层轻薄柔软，延展性好，附着性优异，便于推广使用，用于目标物面层后，吸波性能好，能够达到伪装和隐身效果，本实施例制备的吸波碳纤维水刺毡材料在8-18GHz频段范围内的电磁波反射率测试中雷达波最低反射率值为-10.23dB。
实施例4：
本发明提供了一种碳纤维雷达吸波材料，其中所使用的主料包括：碳纤维、芳纶纤维、纳米碳粉、碳纳米管和纳米四氧化三铁磁性乳液；
所述纳米四氧化三铁磁性乳液的制备工艺如下：
S1：称取6份纳米四氧化三铁颗粒，加入到乙醇溶液100份和去离子水200份的混合溶液中，机械搅拌5min，再超声分散10min；
S2：加入十二烷基苯磺酸钠30份，机械搅拌5min，再超声分散20min；
S3：加入硅烷偶联剂1份，用冰醋酸调至体系pH值为7，机械搅拌10min，再超声分散30min，得到纳米四氧化三铁分散液；
碳纤维雷达吸波材料的制备方法具体如下：
步骤一：将碳纤维和芳纶纤维按照一定的比例取料，并对配置好的两种纤维开松混合，使得碳纤维充分分散，与芳纶纤维混合均匀后采用罗拉式梳理对混合纤维进行梳理，得到均匀的纤网，纤网内碳纤维含量为20％，纤网内芳纶纤维含量为95％，所述碳纤维的长度均值设置为4cm，所述纤网质量控制在≤200g/m2；
步骤二：对纤网进行预针刺，再经过水刺成碳纤维复合水刺毡，最终制备成具有一定强度的非织造材料，即碳纤维水刺毡；
步骤三：将准备好的纳米碳粉和碳纳米管碳加入特制的纳米四氧化三铁磁性乳液中并混合均匀，纳米碳粉和碳纳米管碳与纳米四氧化三铁磁性乳液的添加体积比设置为纳米碳粉：碳纳米管碳：纳米四氧化三铁磁性乳液＝1：1：22，然后将碳纤维水刺毡浸渍在纳米四氧化三铁磁性乳液中，碳纤维水刺毡浸渍时将碳纤维水刺毡完全浸渍在纳米四氧化三铁分散液中，浸渍时间为1.5min，浴比为20：1；
步骤四：取出纤维水刺毡轧去多余液体，轧去多余液体时轧余率为80％，并将纤维水刺毡放置于烘箱中烘焙干燥，在烘箱中烘焙温度为260℃，烘焙时间为10min，最后将烘干的吸波碳纤维水刺毡材料收卷存储。
进一步的，在上述技术方案中，所述吸波碳纤维水刺毡材料在使用时呈模块化附着在目标物面层上。
对比实施例1-3，本实施例中制备的吸波碳纤维水刺毡材料质地均匀，纤维面层轻薄柔软，延展性好，附着性优异，便于推广使用，用于目标物面层后，吸波性能好，能够达到伪装和隐身效果，本实施例制备的吸波碳纤维水刺毡材料在8-18GHz频段范围内的电磁波反射率测试中雷达波最低反射率值为-8.42dB。
根据实施例1-4得出下表：
Figure BDA0002947257690000091
由上表可知，本技术方案实施例1-4中制备的吸波碳纤维水刺毡材料对频率为8-18GHz、26.5-40GHz和90-110GHz的雷达波的吸收效率均达到80％以上，且实施例2中在碳纤维含量为10％时，最低反射率值达到最佳水平，因此，实施例2中的工艺比例最为适宜推广使用，碳纤维在非织造布吸波材料中起到吸收电磁波的作用，芳纶纤维起到缠结固定碳纤维、增强材料力学性能的作用，由于碳纤维刚度大且没有卷曲度，纤维之间很难缠绕搭接，如果碳纤维含量过大，芳纶纤维不能起到很好的固结作用，这会使得材料的力学性能受到影响，而且碳纤维价格昂贵，降低碳纤维含量从而控制材料的经济成本，且在一定程度上材料的吸波性能随着碳纤维含量的增大而增强，当材料吸波性能达到一个峰值时，又会随着碳纤维含量的增加而衰减，在碳纤维含量为10％时，复合材料的吸波性能达到峰值，采用水刺解决碳纤维刚性较大的问题，针刺工艺的刺针对碳纤维损伤较大，影响非织造材料对的强力，而水刺工艺是柔性加固，对碳纤维的损伤较小，吸波碳纤维水刺毡材料轻薄柔软，且延展性好，便于模块化拼接在目标物面层上，避免厚重和附着盲区带来的隐身不完全的问题，达到机动车体成像变形的目的，并适应多种车辆类型，通过有机纤维材料与金属材料的混搭，实现对远红外热源的隐身，加入碳纤维、纳米碳粉、碳纳米管等物质，改变材料的电磁性能，并通过对其结构的设计，使雷达波吸收最大化，大大提高车辆的隐身机动性能，使车辆等充分融入到背景当中。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种碳纤维雷达吸波材料，其特征在于：其中所使用的主料包括：碳纤维、芳纶纤维、纳米碳粉、碳纳米管和纳米四氧化三铁磁性乳液；
碳纤维雷达吸波材料的制备方法具体如下：
步骤一：将碳纤维和芳纶纤维按照一定的比例取料，并对配置好的两种纤维开松混合，使得碳纤维充分分散，与芳纶纤维混合均匀后采用罗拉式梳理对混合纤维进行梳理，得到均匀的纤网；
步骤二：对纤网进行预针刺，再经过水刺成碳纤维复合水刺毡，最终制备成具有一定强度的非织造材料，即碳纤维水刺毡；
步骤三：将准备好的纳米碳粉和碳纳米管碳加入特制的纳米四氧化三铁磁性乳液中并混合均匀，然后将碳纤维水刺毡浸渍在纳米四氧化三铁磁性乳液中；
步骤四：取出纤维水刺毡轧去多余液体，并将纤维水刺毡放置于烘箱中烘焙干燥，最后将烘干的吸波碳纤维水刺毡材料收卷存储。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维雷达吸波材料，其特征在于：所述步骤一中纤网内碳纤维含量为5-20％，纤网内芳纶纤维含量为80-95％，所述碳纤维的长度均值设置为4cm，所述纤网质量控制在≤200g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维雷达吸波材料，其特征在于：所述纳米四氧化三铁磁性乳液的制备工艺如下：
S1：称取1-6份纳米四氧化三铁颗粒，加入到乙醇溶液80-100份和去离子水100-200份的混合溶液中，机械搅拌3-5min，再超声分散10-20min；
S2：加入十二烷基苯磺酸钠10-30份，机械搅拌3-5min，再超声分散10-20min；
S3：加入硅烷偶联剂1份，用冰醋酸调至体系pH值为6-7，机械搅拌5-10min，再超声分散20-30min，得到纳米四氧化三铁分散液。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维雷达吸波材料，其特征在于：所述步骤三中纳米碳粉和碳纳米管碳与纳米四氧化三铁磁性乳液的添加体积比设置为纳米碳粉：碳纳米管碳：纳米四氧化三铁磁性乳液＝1：1：22-25。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维雷达吸波材料，其特征在于：所述步骤三中碳纤维水刺毡浸渍时将碳纤维水刺毡完全浸渍在纳米四氧化三铁分散液中，浸渍时间为0.5-1.5min，浴比为10-20：1。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维雷达吸波材料，其特征在于：所述步骤四中轧去多余液体时轧余率为60-80％，在烘箱中烘焙温度为150-260℃，烘焙时间为5-10min。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维雷达吸波材料，其特征在于：所述吸波碳纤维水刺毡材料在使用时呈模块化附着在目标物面层上。
CN202110198770.1A 2021-02-22 2021-02-22 一种碳纤维雷达吸波材料 Pending CN112941905A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110198770.1A CN112941905A (zh) 2021-02-22 2021-02-22 一种碳纤维雷达吸波材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110198770.1A CN112941905A (zh) 2021-02-22 2021-02-22 一种碳纤维雷达吸波材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112941905A true CN112941905A (zh) 2021-06-11

Family

ID=76245359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110198770.1A Pending CN112941905A (zh) 2021-02-22 2021-02-22 一种碳纤维雷达吸波材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112941905A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114263047A (zh) * 2021-12-20 2022-04-01 上海交通大学 一种基于yag-氧化铝纳米纤维膜的红外-雷达兼容隐身材料及其制备方法与应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101407975A (zh) * 2008-10-31 2009-04-15 天津工业大学 一种柔性非织造吸波材料的制备方法及其制品
CN102182054A (zh) * 2011-05-16 2011-09-14 西安工程大学 在锦纶织物表面制备磁性纳米四氧化三铁颗粒薄膜的方法
CN102493204A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 萝北云山碳业有限公司 一种可披挂式吸波复合材料的制备方法
CN105040426A (zh) * 2015-07-07 2015-11-11 安徽理工大学 抗菌保暖防电磁辐射纺织面料及其制备方法
CN105331264A (zh) * 2014-08-15 2016-02-17 中国科学院城市环境研究所 一种基于纳米碳材的复合电磁屏蔽涂料
CN106079673A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 山东天磁新材料科技有限公司 一种柔性吸波无纺织物及其制备方法
CN106087388A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 山东天磁新材料科技有限公司 一种柔性电磁波屏蔽吸收布及其制备方法
CN107365567A (zh) * 2017-06-15 2017-11-21 广东工业大学 一种碳纤维表面包覆磁性铁氧体纳米碳管的吸波材料及其制备方法和应用
CN112176730A (zh) * 2020-07-10 2021-01-05 绍兴市上虞区理工高等研究院 一种柔性吸波织物用吸波纤维材料的制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101407975A (zh) * 2008-10-31 2009-04-15 天津工业大学 一种柔性非织造吸波材料的制备方法及其制品
CN102182054A (zh) * 2011-05-16 2011-09-14 西安工程大学 在锦纶织物表面制备磁性纳米四氧化三铁颗粒薄膜的方法
CN102493204A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 萝北云山碳业有限公司 一种可披挂式吸波复合材料的制备方法
CN105331264A (zh) * 2014-08-15 2016-02-17 中国科学院城市环境研究所 一种基于纳米碳材的复合电磁屏蔽涂料
CN105040426A (zh) * 2015-07-07 2015-11-11 安徽理工大学 抗菌保暖防电磁辐射纺织面料及其制备方法
CN106079673A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 山东天磁新材料科技有限公司 一种柔性吸波无纺织物及其制备方法
CN106087388A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 山东天磁新材料科技有限公司 一种柔性电磁波屏蔽吸收布及其制备方法
CN107365567A (zh) * 2017-06-15 2017-11-21 广东工业大学 一种碳纤维表面包覆磁性铁氧体纳米碳管的吸波材料及其制备方法和应用
CN112176730A (zh) * 2020-07-10 2021-01-05 绍兴市上虞区理工高等研究院 一种柔性吸波织物用吸波纤维材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张隆基等: "十二烷基苯磺酸钠在纳米Fe_3O_4表面的吸附行为", 《济南大学学报(自然科学版)》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114263047A (zh) * 2021-12-20 2022-04-01 上海交通大学 一种基于yag-氧化铝纳米纤维膜的红外-雷达兼容隐身材料及其制备方法与应用
CN114263047B (zh) * 2021-12-20 2022-12-30 上海交通大学 一种基于yag-氧化铝纳米纤维膜的红外-雷达兼容隐身材料及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012218319A1 (de) Geräuschabsorbierendes Gewebe für ein Fahrzeug und Verfahren zum Herstellen desselben
CN112941905A (zh) 一种碳纤维雷达吸波材料
CN106589810B (zh) 一种碳纤维/玻璃纤维混杂隐身复合材料的制备方法
Zhang et al. A waste textiles-based multilayer composite fabric with superior electromagnetic shielding, infrared stealth and flame retardance for military applications
DE102017126461A1 (de) Schallabsorbierende Textilie mit verbesserter Wärmeisolierung und Verfahren zum Herstellen derselben
CN206502922U (zh) 一种碳纤维/玻璃纤维混杂隐身复合材料
CN109167181B (zh) 一种图形化蜂窝单元宽带周期吸波结构
CN112048938A (zh) 一种吸波纸蜂窝的制备方法
CN113834383B (zh) 一种夹层结构伪装网及其制备方法
CN109263172A (zh) 一种波浪型碳毡电磁屏蔽结构体及其制备方法
CN103725073A (zh) 一种隐身涂料
CN101407975A (zh) 一种柔性非织造吸波材料的制备方法及其制品
CN106498712A (zh) 电磁波吸收网格材料及其制备方法
US12104882B2 (en) Skin-core structure fibers with both infrared and radar stealth, preparation method therefor, and use thereof
CN114055874A (zh) 一种兼具雷达隐身和红外隐身的双隐身方舱涂层
WO2020114090A1 (zh) 轻质高弹性吸波材料及其制备方法
CN110768025A (zh) 一种复合碳粉宽频带复合式吸波材料制备方法
US20240209632A1 (en) Roofing accessories with radiofrequency radiation shielding capabilities and methods of making and use thereof
CN116497615A (zh) 一种吸波印花糊料、柔性轻质复合吸波织物及其制备方法和应用
CN117509744A (zh) 一种耐高温双核壳型电-磁损耗协同片状羰基铁粉吸波剂及其制备方法
Song et al. Biomass-derived carbon heterostructure composites modified with magnetic iron oxide for excellent EMW-absorbing materials
CN204151285U (zh) 一种多层结构雷达吸波布
Zhao et al. Radar-absorbing performances of camouflage Fabrics with 3D Warp-knitted Structures
CN111002678A (zh) 一种低密度复合材料吸波板的制备方法
CN111171371A (zh) 一种激光兼顾电磁吸收海绵类吸波材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210611

RJ01 Rejection of invention patent application after publication