Облучатель для симметричной параболической антенны. Радиопрозрачная пленка


Полимерная радиопрозрачная композиция

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к полимерным радиопрозрачным композициям, предназначенным для устранения поверхностных дефектов радиопрозрачных обтекателей из ПКМ, и может быть использовано в изделиях ГА и других конструкциях из ПКМ. Полимерная радиопрозрачная композиция включает эпоксидный олигомер, модификатор-полиэфир, пигменты и органический растворитель. Композиция дополнительно содержит наполнитель - стеклянные микросферы и отвердитель - смесь полиэтиленполиамина и 50% раствора гексаметилендиамина или 2-метилпентаметилендиамина в изопропиловом спирте (при следующем соотношении компонентов, мас.%: эпоксидный олигомер 19-29; модификатор 20,7-31; пигменты 11,5-18,3; наполнитель 3-10; отвердитель 1-5; органический растворитель 21-35. В качестве пигментов композиция содержит смесь диоксида титана с оксидом хрома, или с цинковыми белилами, или с оксидом хрома. В качестве полиэфира полимерная композиция содержит полиэфир, представляющий собой продукт поликонденсации этиленгликоля и глицерина с себациновой кислотой. В качестве органического растворителя могут быть использованы этилгликольацетат, бутилацетат, ксилол, метилэтилкетон или их смесь в соотношении 4:4:1:1. Техническим результатом настоящего изобретения является понижение водопоглощения и повышение грибостойкости при сохранении адгезионных свойств полимерной композиции.3 з.п. ф-лы, 2 табл,1 пр.

 

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к полимерным эрозионностойким радиопрозрачным композициям, предназначенным для выравнивания эрозионных дефектов на поверхности радиопрозрачных деталей из полимерных композиционных материалов (ПКМ), в частности антенных обтекателей изделий ГА и других конструкций.

Известны полимерные композиции марки ХП-0064 на основе хлор-сульфированного полиэтилена (ХСПЭ) и грунт-шпатлевка PR-143 на основе эпоксидной смолы (фирмы PPG рекламные материалы 2010 г.), содержащие отвердитель и легколетучие соединения.

Известные композиции обладают адгезией к ПКМ (углепластик марки ВКУ-47И и стеклотекстолит марки СТ-69Н) - 1 балл, в исходном состоянии и после воздействия воды (в течение 14 сут) и влаги (в течение 30 сут) при φ=(95±2) %, однако недостатками известных композиций являются низкая эрозионная стойкость (4 цикла) и грибостойкость (балл 3-4).

Известна полимерная композиция для эрозионностойкого радиопрозрачного покрытия, включающая, мас.%: раствор в органическом растворителе хлорсульфированного полиэтилена (10-25%), 62,9-78,6, микросферы 3-15, пигмент 1-7, отвердитель силоксанового типа 10,5-21,5, органический растворитель - остальное.

Недостатками известной полимерной композиции являются невысокие эрозионная стойкость и грибостойкость.

Известна полимерная композиция холодного отверждения для атмосферостойких покрытий с высокой адгезией к лакокрасочным покрытиям (ЛКП), и полимерным композиционным материалам (ПКМ), с повышенной водостойкостью, а также обеспечивающая требуемую радиопрозрачность в диапазоне длин волн 2-70 см. Композиция включает следующее соотношение компонентов, в мас.ч.: 9,8-23,5 сополимера трифторхлорэтилена с винилиденфторидом, 1,0-2,58 эпоксидной диановой смолы, 0,8-2,0 аминоэтоксисилана, 0,6-10,0 пигментов, 40,0-45,0 бутилацетата, 12,0-13,5 этилацетата, 16,0-18,0 ацетона, 12,0-13,5 толуола в качестве органических растворителей. Дополнительно композиция может содержать наполнитель - тальк молотый в количестве 0,10-0,12 масс.ч. В качестве аминоэтоксисилана композиция содержит γ-аминопропилтриэтокси-силан, или 1-аминогексаметилен-6-аминометилен-триэтоксиаминосилан или диэтиламинометилентриэтоксисилан. В качестве пигментов композиция содержит диоксид титана, или пигмент голубой фталоцианиновый, или пигмент красный 5С, или оксид цинка или их смеси или цветные смесевые синтетические неорганические пигменты. Установлено, что дополнительное введение эпоксидной диановой смолы и аминоэтоксисилана позволяет создать полимерную композицию холодного отверждения для покрытий с высокой адгезией к лакокрасочным покрытиям (ЛКП) и ПКМ, с повышенной атмосферостойкостью и водостойкостью, а также обеспечить требуемую радиопрозрачность покрытий в диапазоне длин волн 2-70 см (RU 2333925, опубл. 20.09.2008).

Недостатком известной композиции для атмосферостойкого покрытия является пониженное содержание нелетучих веществ (до 54%), что приводит к увеличению токсичности лакокрасочной композиции.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является эпоксидная композиция, модифицированная силоксаном, включающая в мас.ч.: 30-32 линейного силоксана с молекулярной массой 110000, 47-49 растворителя, ксилола, 5,4-6,1 сополимера поли(бисфенол А-со-эпихлоргидрина) с концевыми глицидиловыми группами, Epon 1001-Х-75, 3,2-3,9 диоксида кремния, 0,068-0,081 катализатора - дибутилоловодилаурината, 2,1-3,5 активного вещества водорода, Epicure 3164 - полиамин (US 6706405, опубл. 16.03.2004).

Недостатками известной композиции являются невысокая жизнеспособность и грибостойкость.

Технической задачей изобретения является создание полимерной радиопрозрачной композиции, обладающей высокими адгезионными и физико-механическими характеристиками на уровне прототипа.

Техническим результатом настоящего изобретения является понижение водопоглощения и повышение грибостойкости при сохранении адгезионных свойств полимерной композиции.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложена полимерная радиопрозрачная композиция, включающая эпоксидный олигомер, полиэфир, пигменты и органический растворитель, которая дополнительно содержит наполнитель - стеклянные микросферы и отвердитель - смесь полиэтиленполиамина и 50% раствора гексаметилендиамина или 2-метилпентаметилендиамина в изопропиловом спирте (отвердитель №1 ТУ 6-10-1263) при следующем соотношении компонентов, мас.%.:

Эпоксидный олигомер 19-29
Модификатор-полиэфир 20,7-31
Пигменты 11,5-18,3
Наполнитель 3-10
Отвердитель 1-5
Органический растворитель 21-35

Предпочтительно, в качестве пигментов композиция содержит смесь диоксида титана с оксидом хрома, или с цинковыми белилами, или с оксидом хрома.

Предпочтительно, в качестве полиэфира полимерная композиция содержит полиэфир, представляющий собой продукт поликонденсации этиленгликоля и глицерина с себациновой кислотой.

Предпочтительно, в качестве органического растворителя могут быть использованы этилгликольацетат, бутилацетат, ксилол, метилэтилкетон или их смесь в соотношении 4:4:1:1.

Установлено, что за счет введения полиэфира в предлагаемую композицию происходит наиболее равномерное распределение компонентов в эпоксидном олигомере, позволяющее сформировать наиболее качественное лакокрасочное покрытие (однородное, без шагрени, подтеков и шероховатостей), что приводит к повышению водостойкости, адгезионных и физико-механических свойств.

Отверждение полимерной композиции достигается за счет введения в нее указанного отвердителя, содержащего катализатор отверждения - смесь ПЭПА с отвердителем №1. В результате реакции конденсации отвердителя с функциональными группами модифицированного низкомолекулярным полиэфиром эпоксидного олигомера с образованием трехмерной пространственной структуры.

Радиопрозрачность достигается за счет модификации пленкообразователя, получения трехмерного сшитого полимера, а также введения пигментов-наполнителей в полимерную композицию.

Технический результат не будет достигаться, если пленкообразующего вещества будет меньше минимального количества в рецептуре полимерной композиции, вследствие чего ухудшаются физико-механические свойства (твердость, эластичность пленки при изгибе, прочность пленки при ударе) покрытия. Превышение количества пленкообразователя в рецептуре приведет к увеличению минимальной температуры пленкообразования, вследствие чего увеличивается время и температура сушки ЛКП.

Технический результат не будет достигаться, если пигментов и наполнителей будет меньше минимального количества по рецептуре, вследствие чего снижаются кроющая способность (укрывистость) и насыщенность цвета покрытия. Превышение количества пигментов и наполнителей в рецептуре полимерной композиции приведет к ухудшению блеска, стабильности состава, прочности, а также снижает защитные свойства ЛКП.

Технический результат не будет достигаться, если катализатора отверждения будет меньше минимального количества по рецептуре полимерной композиции, вследствие чего ухудшается адгезия. Превышение количества отвердителя в рецептуре полимерной композиции приведет к замедлению процесса высыхания и отверждения пленки.

В качестве эпоксидного олигомера использован раствор Э-41р по ТУ 6-10-607.

В качестве пигментов использованы диоксид титана ГОСТ 9808, оксид хрома ГОСТ 2912, цинковые белила ГОСТ 202.

В качестве модификатора использован полиэфир ГОСТ 22234.

В качестве наполнителя - стеклянные микросферы ТУ 6-48-91.

В качестве отвердителя использована смесь ПЭПА ТУ 6-02-594 и отвердителя №1 ТУ 6-10-1263 в массовом соотношении, см. табл. 1.

Примеры осуществления

Пример 1

Раствор эпоксидного олигомера Э-41р, полиэфир, пигменты, наполнитель, органический растворитель, в количествах, указанных в таблице 1, загрузили в бисерную мельницу. Перемешивали до получения однородной полимерной композиции. Добавили отвердитель и нанесли композицию на окрашиваемую поверхность.

Примеры 2-5 проводили аналогично примеру 1.

Пример 6 (прототип)

Раствор эпоксидного олигомера (Э-41р), модификатор, пигменты, разбавитель загрузили в бисерную мельницу и провели диспергирование компонентов до степени дисперсности 25-40 ед. по методу «Клина». Полученный состав нанесли на подложку из ПКМ и выдержали при (20±2)°C 7 суток.

Составы предлагаемой полимерной композиции и прототипа приведены в таблице 1, свойства - в таблице 2.

Определение характеристик композиции проводили по действующей на лакокрасочные материалы нормативно-технической документации.

Адгезионные и физико-механические свойства предлагаемой композиции находятся на уровне прототипа. Адгезионные свойства (ГОСТ 15140), балл - 1, эластичность пленки при изгибе (ГОСТ Р 52740), мм - 1, прочность пленки на удар (ГОСТ 4765), Дж - 5.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, предлагаемая полимерная композиция является эрозионностойкой радиопрозрачной композицией, отверждается при (80±2)°C не более 180 мин, а прототип - при (20±2)°C более суток. По сравнению с прототипом предлагаемая композиция имеет повышенную эрозионную стойкость (не менее 8 циклов вместо 7) и грибостойкость (1-2 балла вместо 3-4) и при этом не уступает прототипу по адгезионным и физико-механическим показателям. Предлагаемая полимерная композиция позволяет сформировать наиболее качественное лакокрасочное покрытие (однородное, без шагрени, подтеков и шероховатостей).

Применение полимерной композиции обеспечит повышение межремонтного срока эксплуатации радиопрозрачных обтекателей из ПКМ в 1,5-2 раза за счет применения эрозионностойкой радиопрозрачной шпатлевки с повышенной в 2 раза эрозионной стойкостью по сравнению с применяемой в настоящее время для обтекателей гражданской авиационной техники шпатлевкой ХП-0064.

1. Полимерная радиопрозрачная композиция для полимерных композиционных материалов включает эпоксидный олигомер, полиэфир, пигменты и органический растворитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит наполнитель - стеклянные микросферы и отвердитель - смесь полиэтиленполиамина и 50% раствора гексаметилендиамина или 2-метилпентаметилендиамина в изопропиловом спирте при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эпоксидный олигомер 19-29
Модификатор-полиэфир 20,7-31
Пигменты 11,5-18,3
Наполнитель 3-10
Отвердитель 1-5
Органический растворитель 21-35

2. Полимерная радиопрозрачная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве пигментов композиция содержит смесь диоксида титана с оксидом хрома, или с цинковыми белилами, или с оксидом хрома.

3. Полимерная радиопрозрачная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве полиэфира полимерная композиция содержит полиэфир, представляющий собой продукт поликонденсации этиленгликоля и глицерина с себациновой кислотой.

4. Полимерная радиопрозрачная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве органического растворителя могут быть использованы этилгликольацетат, бутилацетат, ксилол, метилэтилкетон или их смесь в соотношении 4:4:1:1.

www.findpatent.ru

Радиопрозрачные материалы - это... Что такое Радиопрозрачные материалы?

 Радиопрозрачные материалы Радиопрозрачные материалы диэлектрики, не изменяющие существенным образом амплитуду и фазу проходящей сквозь них электро-магнитные волны радиочастотного диапазона. В авиации Р. м. применяются главным образом для изготовления антенных обтекателей летательных аппаратов. К Р. м. предъявляются следующие основные требования: обеспечение заданной прочности и устойчивости конструкции в условиях воздействия аэродинамических нагрузок при полёте и импульсных перегрузок при взлёте и посадке самолёта, эрозионная стойкость под воздействием ударов капель дождя, града или снега при полётах через полосу осадков, стойкость к тепловой эрозии, обеспечение заданных радиотехнических характеристик в рабочих секторе углов падения и диапазоне волн. В зависимости от преобладания тех или иных требований стенки обтекателей могут быть однослойными или многослойными (с 2, 3, 5, 7 слоями). В качестве однослойных конструкций применяются такие композиционные материалы, как, например, стеклопластики и органопластики. Для многослойных конструкций из чередующихся слоев с различной плотностью в качестве заполнителей используют сотовые материалы (жёсткие и армированные), например, стеклосотопласт. Некоторые свойства Р. м. приведены в таблице Таблица — Некоторые свойства радиопрозрачных материалов Для теплостойких обтекателей применяют керамику и ситаллы. Эти материалы, характеризующиеся исключительно высокой однородностью структуры и стабильностью диэлектрических свойств в условиях воздействия высоких температур, используются в конструкциях, подвергающихся жёсткому термическому удару.

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.

.

  • Радиопоглощающие материалы
  • Радиосвязное оборудование

Смотреть что такое "Радиопрозрачные материалы" в других словарях:

  • Радиопрозрачные материалы — конструкционные диэлектрики с однослойной или многослойной структурой, пропускающие без существенных потерь и искажений электромагнитные колебания радиочастотного диапазона. Предназначаются в основном для изготовления обтекателей, защищающих… …   Морской словарь

  • РАДИОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — см. Радиопоглощающие и радиопрозрачные материалы …   Химическая энциклопедия

  • радиопрозрачные материалы — радиопрозрачные материалы — диэлектрики, не изменяющие существенным образом амплитуду и фазу проходящей сквозь них электромагнитные волны радиочастотного диапазона. В авиации Р. м. применяются главным образом для изготовления антенных… …   Энциклопедия «Авиация»

  • радиопрозрачные материалы — радиопрозрачные материалы — диэлектрики, не изменяющие существенным образом амплитуду и фазу проходящей сквозь них электромагнитные волны радиочастотного диапазона. В авиации Р. м. применяются главным образом для изготовления антенных… …   Энциклопедия «Авиация»

  • Радиопрозрачные материалы —         конструкционные, неоднородные Диэлектрики с однослойной или многослойной структурой, не изменяющие существенным образом амплитуду и фазу проходящей сквозь них электромагнитной волны радиочастотного диапазона. Р. м. применяют в основном… …   Большая советская энциклопедия

  • РАДИОПОГЛОЩАЮЩИЕ И РАДИОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — неметаллич. материалы, обеспечивающие поглощение или пропускание электромагн. излучения радиочастотного диапазона (105 Ч 1012 Гц) при миним. его отражении. Распространяясь в объеме этих материалов, электромагн. излучение (ЭМИ) создает переменное… …   Химическая энциклопедия

  • МАТЕРИАЛЫ — (1) необработанные вещества (сырьё), из которых изготовляют разного рода смеси, массы, заготовки, изделия и др., а также предметы, вещества и информационные данные, используемые в различных технологических процессах с целью получения необходимых… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Авиационные материалы — материалы, применяемые в летательных аппаратах. В отечественной практике А. м. по назначению подразделяются на конструкционные, определяющими характеристиками которых являются механические свойства, и материалы неконструкционного назначения,… …   Энциклопедия техники

  • авиационные материалы — авиационные материалы — материалы, применяемые в летательных аппаратах. В отечественной практике А. м. по назначению подразделяются на конструкционные, определяющими характеристиками которых являются механические свойства, и материалы… …   Энциклопедия «Авиация»

  • авиационные материалы — авиационные материалы — материалы, применяемые в летательных аппаратах. В отечественной практике А. м. по назначению подразделяются на конструкционные, определяющими характеристиками которых являются механические свойства, и материалы… …   Энциклопедия «Авиация»

dic.academic.ru

Что мы знаем о радиопрозрачных материалах

Из университетского курса радиоматериалов и деталей нам известно, что радиопрозрачные материалы – это диэлектрики, которые не изменяют амплитуду и фазу электромагнитной волны, проходящей сквозь них.   В их основе лежат материалы с изотропными диэлектрическими свойствами. Это могут быть органические и неорганические диэлектрики или пластмассы, а также различные керамопласты или керамика разных сортов, либо плавленый кварц. Прозрачность этих материалов для радиоволн обеспечивается тем, что  в интервале рабочих температур  они имеют очень малые диэлектрические потери и практически не отражают радиоволн.

Радиопрозрачные керамопласты

Керамопласты изготовляются из алюмофосфатной керамики, которую армируют специальным стекловолокном. Кроме того. Для производства керамопластов используют стеклопластики, которые пропитывают высокоактивным коллоидным раствором SiO2. Еще могут применяться сапфировые или кварцевые нити и ткани со связующими элементами. Для их исготовления часто используется чистый песок. Подробнее про высокотехнологичные строительные материалы Вы сможете прочитать на сайте www.budzon.com.ua. Кроме того, керамопласты с повышенной стойкостью к воздействию внешней среды можно получить посредством плазменного нанесения тонкого слоя тугоплавкого карбида или оксида на поверхность радиопрозрачного пластика. Такой синтезированный материал имеет большую прочность и однородность по сравнению с обычными пластиками и способен работать в условиях повышенных температур.

Радиопрозрачные пластмассы

В качестве пластмасс такого рода используются стеклопластики либо стеклотекстолиты, составленные из нескольких слоев нейлоновых либо стеклянных волокон или из пропитанной кремнийорганическими или полиэфирными смолами стеклоткани. Такие материалы изготовляются в процессе переработки разнообразных полимерных материалов, что гарантирует однородность диэлектрических свойств нового материала.

Радиопрозрачная керамика

Основу керамики, обладающей прозрачностью в отношении радиоволн, составляют высокотемпературные оксиды, полученные методами шликерного литья. Для улучшения их  механической прочности и термостойкости в готовые изделия вводят металлические стержни или специальные сетки.

Радиопрозрачные материалы широко используют в антенных обтекателях самолетов и ракет, а также в качестве стен для помещений, откуда ведется скрытое радионаблюдение, либо в ускорителях и электронных приборах, где необходимо обеспечить передачу электромагнитной энергии между отсеками прибора. Радиопрозрачные материалы предназначены для защиты антенных систем различного назначения от внешних воздействующих факторов и улучшения условий эксплуатации с целью повышения готовности укрываемых средств.

Другие статьи на сайте

Кратко:

Из университетского курса радиоматериалов и деталей нам известно, что радиопрозрачные материалы – это диэлектрики, которые не изменяют амплитуду и фазу электромагнитной волны, проходящей сквозь них. 

www.rfcmd.ru

радиопрозрачный материал для антенного обтекателя - патент РФ 2263086

Изобретение относится к области композиционных материалов, а именно монолитных, прозрачных для микроволнового излучения обтекателей антенн и радиолокаторов летательных аппаратов, обладающих высокой прочностью и эрозионной стойкостью при температурах свыше 2000°С. Технический результат изобретения - разработка материала, обладающего высокой прочностью, высокой эрозионной стойкостью и радиопрозрачностью как при низких, так и при высоких температурах, не требующего при изготовлении дорогостоящего оборудования и дефицитного сырья и легко поддающегося механической обработке. Для решения поставленной задачи предложен радиопрозрачный материал для антенного обтекателя, содержащий керамическую матрицу из оксида магния и мелкодисперсные включения нитрида бора. Содержание нитрида бора составляет 15-45 об.%. При температуре 2300 оС материал обладает плотностью 3,1-3,4 г/см3 и имеет диэлектрическую постоянную 7-9. 1 табл.

Изобретение относится к области композиционных материалов, а именно монолитных, прозрачных для микроволнового излучения обтекателей антенн и радиолокаторов летательных аппаратов, обладающих высокой прочностью и эрозионной стойкостью при температурах свыше 2000°С.

Возрастающие скорости летательных аппаратов, повышение их маневренности и дальности поражения целей, возможность их применения в любую погоду, повышение требований к радиотехническим характеристикам обусловили потребность в радиопрозрачных обтекателях антенн летательных аппаратов, обладающих рядом свойств, таких как устойчивость к аэродинамическим нагрузкам, эрозионная стойкость, проницаемость для радиоволн при высоких температурах (˜2000°С). Поэтому необходимы материалы для изготовления таких обтекателей, обладающие высокой прочностью, высокой эрозионной стойкостью, радиопрозрачностью и отсутствием абляции при высоких температурах, т.е. уноса массы с поверхности обтекателя высокотемпературным скоростным газовым потоком под воздействием тепла, механических сил и агрессивных сред этого потока.

Существует большое количество высокотермостойких материалов, устойчивых в окислительных и восстановительных средах, со стабильными диэлектрическими характеристиками и при низких, и при высоких температурах, на основе кварцевой керамики и стеклокерамических материалов, таких как ситаллы. Технология получения таких материалов не требует дорогостоящего оборудования и сырья, в основном это получение изделий из жидких шликеров и прессование порошковых масс, однако эти материалы имеют существенный недостаток - низкие прочностные свойства, что не позволяет использовать их в изделиях, несущих высокие нагрузки.

Известен радиопрозрачный композиционный материал на основе алюминиево-кремниевого оксинитрида, упрочненного нитридом бора, равномерно распределенного в виде дискретной фазы в алюминиево-кремниевой оксинитридной матрице. Композит получают путем приготовления однородной смеси порошков нитрида бора, нитрида алюминия, оксида кремния и оксида алюминия, компактирования этой смеси при повышенных температуре и давлении в течение времени, достаточного для образования матричной кремниево-алюминиево-оксинитридной структуры с распределенным внутри нее мелкодисперсным нитридом бора (патент США №5891815).

Известен также радиопрозрачный материал, работоспособный при 2000°С, получаемый путем приготовления порошковой смеси из 20-60 мас.% Si3N4, 12-40%BN, 15-40% SiO2 и 1-20% кислородсодержащих спекающих добавок, формования предварительной заготовки из этой смеси и горячего прессования ее в монолитный материал (патент США №5627542).

Также известен композиционный материал для радиопрозрачного обтекателя, состоящий из нитрида алюминия и распределенного в нем нитрида бора в количестве 0,01-35 об.%, получаемый путем смешивания порошков нитрида алюминия размером не более 74 мкм и нитрида бора размером не более 10 мкм, помещения порошка в форму и уплотнения его в неокисляющей среде при температуре, давлении и в течение времени, достаточных для образования керамической структуры (патент США №4666873).

Недостаток этих материалов заключается в том, что образующиеся на их поверхности при температурах эксплуатации защитные пленки оксида кремния и оксида алюминия при температуре свыше 1750°С разрушаются, и материал становится подвержен абляции и эрозии, что существенно снижает срок службы антенных обтекателей, выполненных из этих материалов.

Наиболее близким по составу к заявляемому является радиопрозрачный материал для обтекателей антенн, включающий дискретную фазу нитрида бора, распределенную в матрице из оксида алюминия. Частицы нитрида бора в среднем имеют длину 3-5 мкм и имеют форму чешуек, толщина которых в 10 раз меньше длины (патент США №4304870).

Недостаток этого материала, принятого за прототип, заключается в том, что температура 2000°С является для него физическим пределом из-за плавления оксида алюминия, что делает невозможным его применение в гиперзвуковых летательных аппаратах, где температуры эксплуатации составляют 2000°С и выше, а кроме того, технология получения и эксплуатация этого материала требуют предотвращения попадания на его поверхность щелочных и щелочноземельных ионов из-за склонности оксида алюминия к образованию высокоэлектропроводного и нетермостойкого радиопрозрачный материал для антенного обтекателя, патент № 2263086-глинозема, из-за чего материал становится подвержен эрозии. Эти недостатки ограничивают его применение в изделиях, работающих при температурах свыше 2000°С и гиперзвуковых скоростях.

Технической задачей данного изобретения является разработка материала для антенного обтекателя летательного аппарата, работоспособного при температурах свыше 2000°С, обладающего высокой прочностью, высокой эрозионной стойкостью и радиопрозрачностью как при низких, так и при высоких температурах, не требующего при изготовлении дорогостоящего оборудования и дефицитного сырья и легко поддающегося механической обработке.

Для решения поставленной задачи предложен радиопрозрачный материал для антенного обтекателя, содержащий керамическую матрицу и мелкодисперсные включения нитрида бора, отличающийся тем, что керамическая матрица содержит оксид магния, а содержание нитрида бора составляет 15-45 об.%.

Готовое изделие характеризуется монолитной структурой из оксида магния с мелкодисперсными включениями нитрида бора, имеет плотность 3,1-3,4 г/см3 в зависимости от содержания нитрида бора, диэлектрическую постоянную 7,5, тангенс потерь сухого образца 0,0006 (6×10-4), а после воздействия влаги в течение суток и сушки - 0,005, прочность 100 МПа, незначительную абляцию при 2500°С и хорошую способность к механической обработке.

Примеры осуществления.

Пример №1.

Для приготовления шликера брали 80 г оксида магния, 10 г размолотого до размера частиц 1-5 мкм нитрида бора и 30 мл дистиллированной воды. После затвердевания шликера полученную заготовку раздробили, подвергли обжигу при 1250°С и размололи. Полученный порошок засыпали в графитовую форму и подвергли горячему прессованию при температуре 1750°С и давлении 25 МПа. Содержание оксида магния в полученном материале составило 85 об.%, а нитрида бора - 15 об.%. В таблице приведены химический состав и свойства предлагаемого материала (примеры 1-3) и материала по прототипу (пример 4).

Пример №2.

По примеру №1 получен материал с содержанием оксида магния 66 об.% и нитрида бора 34 об.%. Исходное количество оксида магния - 67 г, а частиц нитрида бора размером 7-10 мкм - 24 г.

Пример №3.

По примеру №1 получен материал с содержанием оксида магния 55 об.% и нитрида бора 45 об.%. Было взято 57 г оксида магния и 34 г порошка нитрида бора.

Пример №4 по материалу-прототипу.

Получен горячепрессованный образец из 154 г Al2О3 и 46 г BN. Механическое смешение проходило в шаровой мельнице в течение 2 часов в среде изопропилового спирта с последующей сушкой. Температура горячего прессования полученной смеси составляла 1750°С, давление - 25 МПа. Содержание в готовом материале оксида алюминия составляло 65 об.%, а нитрида бора - 35 об.%. Свойства полученного материала приведены в таблице.

Таблица
№примераСостав материала Свойства полученных образцов
Прочность, МПаАбляция* Тангенс потерьПлотность, г/см3Диэлектрическая постояннаяРабочая температура,°С
1 MgO-85%, BN-15%120 отсутствует6·10-43,499 2300
2MgO-66%, BN-34%110 отсутствует4·10-43,247,5 2300
3MgO-55%, BN-45%100Появление небольшого матового пятна на рабочей поверхности 4·10-43,09 72300
4Al2O 3-65% BN-35%110 Значительный размыв поверхности со следами растекания расплава 4·10-4 3,567,61950
* - В графе «абляция» описано изменение поверхности материала под воздействием потока продуктов сгорания природного газа с коэффициентом избытка воздуха 1,1-1,2 при температуре 1200°С, скорости потока 1000 м/с и статическом давлении 0,1 МПа.

Как видно из таблицы, предлагаемый радиопрозрачный материал имеет хорошую устойчивость к абляции при температурах выше 2000°С, высокую прочность, достаточно низкую плотность и хорошую радиопрозрачность, характеризуемую диэлектрической постоянной и тангенсом потерь. Материал прототипа с матрицей на основе оксида алюминия обладает примерно такой же прочностью и радиопрозрачностью, но имеет более высокую плотность, а следовательно, утяжелит изделие и деструктирует при более низкой температуре (1950°С) из-за плавления оксида алюминия.

Таким образом, применение предлагаемого радиопрозрачного материала для изготовления антенных обтекателей позволит повысить надежность и ресурс изделий нового поколения, в том числе гиперзвуковых летательных аппаратов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Радиопрозрачный материал для антенного обтекателя, содержащий керамическую матрицу и мелкодисперсные включения нитрида бора, отличающийся тем, что керамическая матрица выполнена из оксида магния, а содержание нитрида бора составляет 15-45 об.%, при этом плотность материала при температуре 2300оС составляет 3,1-3,4 г/см3, а диэлектрическая постоянная - 7-9.

www.freepatent.ru

Облучатель для симметричной параболической антенны

 

Изобретение относится к антеннам и может использоваться в качестве облучателя зеркальных антенн. Цель изобретения - формирование квазиоптимального распределения поля в раскрыве при исключении воздействия климатических факторов. Цель достигается введением диэлектрического кольца и радиопрозрачной диэлектрической пленки определенных размеров и диэлектрических проницаемостей. 1 ил.

СО ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е СК ИХ

РЕСПУГ)ЛИК (я)5 Н 01 Q 13/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ««, е ее. - ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4857568/09 .(22) 04,07.90 (46) 07.02.93. Бюл. М 5 (75) B.È.Ëèçóðo, Б.К.Мансуров и Н.И.Бобков (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт "Градиент" (56) 1. Патент США N. 4622559, кл. Н 01 Q 13/02,1986.

2. Патент США N. 4504836, кл. Н 01 Q 13/02, 1985.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в параболической антенне спутниковой связи, -Известен антенный облучатель, содержащий круглый волновод и закрепленный на его конце ребристый фланец с канавками конической формы.

Недостатками известного антенного облучателя являются сложность изготовления, обусловленная конической формой канавок, и незащищенность облучателя от воздействия климатических факторов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является облучатель для симметричной параболической антенны, принятой за прототип, содержащий круглый волновод, выступающий над ребристым фланцем с канавками прямоугольной формы.

Прототип формирует осесимметричную диаграмму направленности, имеющую максимум в осевом направлении, что при установке облучателя в симметричную параболическую антенну приводит к ухудшению согласования и искажению диаграммы направленности антенны из-за максимальной реакции отражаSU,„, 1794266 АЗ.(54) ОБЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ СИММЕТРИЧНОЙ

ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ (57) Изобретение относится к антеннам и может использоваться в качестве облучателя зеркальных антенн. Цель изобретения— формирование квазиоптимального распределения поля в рэскрыве при исключении воздействия климатических факторов. Цель достигается введением диэлектрического кольца и радиопрозрачной диэлектрической пленки определенных размеров и диэлектрических проницэемостей. 1 MR. теля на облучатель. Кроме того, прототип не защищен от воздействия гидрометеоритов.

Целью изобретения является формирование квазиоптимального распределения поля в раскрыве при исключении воздействия климатических факторов.

Для достижения поставленной цели в облучатель для симметричной параболической антенны, содержащий круглый волновод, выступающий над ребристым фланцем, введены диэлектрическое кольцо, установленное по периметру ребристого фланца, высотой не менее высоты выступа круглого вол новода над ребристым фланцем и толщиной в радиальном направлении (0,2...0,3) А, где Х вЂ” длина волны, внешний диаметр диэлектрического кольца равен диаметру ребристого фланца, и радиопрозрачная диэлектрическая пленка, закрепленная нэ диэлектрическом кольце, причем диэлектрическое кольцо имеет диэлектрическую проницаемость большую, чем диэлектрическая проницаемость радиопрозрачной пленки.

1794266

На чертеже схематично изображен предлагаемый облучатель, продольное сечение, Облучатель для симметричной параболической антенны содержит круглый волно- 5 вод 1, фланец 2 с концентрическими канавками прямоугольной формы. диэлектрическое кольцо 4 и радиопрозрачную диэлектрическую пленку 5.

Диэлектрическое кольцо 4 установлено по периметру фланца 2; Высота кольца 4 равна высоте выступа волновода 1, его диаметр равен диаметру фланца 2, а толщина в радиальном направлении (0,2...0,3Q.

Диэлектрическая радиопрозрачная "5 пленка 5 закреплена на диэлектрическом кольце 4, причем диэлектрическая проницаемость пленки 5 меньше диэлектрической проницаемости кольца 4.

Облучатель работает следующим обра- 20 зом.

Электромагнитная энергия, распространяющаяся по круглому волноводу 1, излучается открытым концом круглого волновода

1, частично затекает на ребристую структуру 2" фланца 2 и плавно затухает на ней в плоско30 круглого волновода над ребристым фланцем и толщиной в радиальном направлении (0,2...0,3g, где il — длина волны, внешний диаметр диэлектрического кольца равен диаметру ребристого фланца и введена радио35 прозрачная диэлектрическая пленка, закрепленная на диэлектрическом кольце, причем диэлектрическое кольцо имеет диэлектрическую проницаемость большую, чем диэлектрическая проницаемость радиопрозрачной диэлектрической пленки.

Формула изобретения

Облучатель для симметричной параболической антенны, содержащий круглый волновод, выступающий над ребристым фланцем, о г л и ч а ю шийся тем, что, с целью формирования квазиоптимального распределения поля в раскрыве при исклю-. чении воздействия климатических факторов, введено диэлектрическое кольцо, установленное по периметру ребристого фланца, высотой не менее высоты выступа сти вектора Е, образуя спадающее распределение электромагнитного поля. аналогичное распределению поля в плоскости вектора Н, За счет концентрации поля в диэлектрике кольца 4 увеличивается интенсивность поля на краю раскрыва облучателя. Электромагнитная энергия, излучаемая открытым концом волновода 1 и падающая нормально на радиопрозрачную пленку 5, проходит через нее без искажений, а при углах падения больше 30 частично отражается от пленки 5 в направлении диэлектрического кольца 4, дополнительно увеличивая интенсивность поля на краю раскрыва.

Таким образом, введение кольца 4 и пленки 5 обеспечивают квазиоптимальное распределение поля в раскрыве, при котором интенсивность поля на краях облучателя выше, чем в осевом направлении. Этим достигается оптимальное облучение симметричного параболического отражателя и повышение коэффициента использования антенны. При этом пленка 5 и кольцо 4 образуют крышку облучателя, защищающую

его от воздействия снега, пыли, дождя.

1794266

Составитель В.Лизуро

Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова

Редактор Б.Федотов

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 533 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Облучатель для симметричной параболической антенны Облучатель для симметричной параболической антенны Облучатель для симметричной параболической антенны 

www.findpatent.ru

Высокотермостойкий радиопрозрачный неорганический стеклопластик и способ его получения

Изобретение относится к радиопрозрачным композиционным материалам. Технический результат – повышение работоспособности аппретирующей пленки, уменьшение кислотности наносимой на стеклоткань суспензии. Высокотермостойкий радиопрозрачный неорганический стеклопластик выполнен на основе фосфатного связующего и аппретированного волокнистого наполнителя. Предварительно на стеклоткань наносили защитное покрытие. Защитное покрытие – неорганическое покрытие, нанесенное на ткань методом «золь-гель» технологии из насыщенных водных растворов солей алюминия и (или) хрома. В качестве связующего использована водная суспензия, состоящая из фосфатной связки с корундовым микропорошком 5-10%, водного шликера кварцевого стекла с полидисперсным зерновым составом твердой фазы 0,1-100 мкм в количестве 50-55% и щелочной кремнезоли в количестве 35-40%. После формования и отверждения при температуре 300-400°С материал дополнительно упрочняют разовой или многократной (3-5 раз) пропиткой насыщенным водным раствором солей алюминия и (или) хрома с последующей сушкой и термообработкой при температуре 500-700°С. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к радиопрозрачным композиционным материалам на основе фосфатных связующих и волокнистых наполнителей и способов получения высокотермостойких изделий радиотехнического назначения.

Широко известны радиопрозрачные композиционные материалы - неорганические стеклопластики и способы их получения с применением кварцевой или высококремнеземной стеклоткани и алюмофосфатной или хромалюмофосфатной связок.

В авторском свидетельстве СССР №510457, М. Кл.2 СО4В 39/08, В32В 17/04 от 15.04.76, бюллетень №14, представлен конструкционный материал - неорганический стеклопластик, включающий армирующий стекловолокнистый наполнитель 30-70%, совмещенные кислые фосфаты алюминия и хрома 20-40%, активный глиноземсодержащий наполнитель 10-30%. В качестве глиноземсодержащего наполнителя используют глинозем, каолин, глину и др. Материал получают послойной выкладкой стеклоткани, пропитанной неорганическим связующим, и прессованием при удельном давлении 5-10 кг/см2 при температуре 150-170°С. Недостатком материала является разъедание армирующей стеклоткани кислой связкой, особенно при температурах выше 300°С, что вызывает резкое падение прочности. Кроме того материал имеет плохие диэлектрические свойства в связи с введением глины, каолина, золы и других компонентов.

В патенте РФ №2076086, МПК6 СО4В 35/80, опубл. 27.03.1997 г., предложена композиция для изготовления высокотемпературного электроизоляционного стеклотекстолита, содержащая высококремнеземную стеклоткань с содержанием SiO2 не менее 98% в количестве 19-26%, алюмофосфатное связующее с молярным соотношением P2O5/Al2O3 в пределах 3,0-3,2 в количестве 26-29% и порошок оксида алюминия с содержанием α-Al2O3 не менее 95% и зернистостью М5-М20 38-57%. С целью исключения разъедания тонких нитей ткани кислой фосфатной связкой, ее аппретируют 15% раствором кремнийорганической смолы КМ-9К. Набранный пакет прессуют под давлением 10 кгс/см2 и tmax=270°C. Недостатком материала является ухудшение электротехнических свойств при нагреве, удельное электросопротивление при 500°С снизилось на четыре порядка, а при 900°С - на шесть порядков.

Известен способ получения радиотехнического материала (патент РФ №2220930, МПК СО4В 35/80, СО4В 28/34, опубл. 10.01.2014 г.), включающий смешение хромалюмофосфатного связующего ХАФС-3 с электроплавленным корундом в соотношении 1:1, совмещение полученной композиции с кварцевой или кремнеземной тканью, аппретированной 3-7% спиртовым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К и отверждение при удельном давлении 0,95-1,05 МПа и подъеме температуры до 270±5°С со скоростью 17-18 град/ч. Достоинством указанного способа является получение более легкого (ρ=1700-1750 кг/м3) и прочного (σизг=1000-1300 кг/см2) материала. Однако, как и в предыдущем аналоге, в материале при нагреве до температур выше 400°С наблюдается значительное ухудшение радиотехнических свойств.

Наиболее близким по технической сущности является композиция стеклотекстолита и способ его изготовления, описанный в патенте РФ №2211201, МПК СО4В 35/80, СО4В 28/34, опубл. 27.08.2003 г., включающая стеклоткань с содержанием SiO2 не менее 98% - 20-22%, алюмофосфатное связующее - 38-40% и порошок оксида алюминия - 38-40%. Способ изготовления стеклотекстолита включает пропитку стеклоткани 15% раствором кремнийорганической смолы, нанесение на заготовки стеклоткани шликера из суспензии алюмофосфатной связки и порошка, выкладку пакета заготовки заданной толщины и после подсушки при 20-25°С в течение 24 часов производят термопрессование при давлении 7,0-9,0 МПа и конечной температуре 270°С.

Основным недостатком прототипа, как и большинства аналогов, является наличие в структуре материала органической составляющей - аппретирующей пленки из кремнийорганической смолы на поверхности стекловолокна, которая при температурах выше 400°С разлагается с выделением углерода и ухудшает радиотехнические свойства материала, особенно тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ). Одновременно падает прочность материала, так как после выгорания аппретирующей пленки усиливается воздействие кислой фосфатной связки на кварцевую стеклоткань и разрушает ее.

Техническим результатом предложенного изобретения является:

- повышение работоспособности аппретирующей пленки, наносимой на стеклоткань путем замены аппрета из органополимера на неорганический высокотермостойкий радиопрозрачный материал;

- уменьшение кислотности наносимой на стеклоткань суспензии (шликера) за счет уменьшения количества фосфатной связки, добавки в суспензию щелочной кремнезоли и водного шликера кварцевого стекла;

- проведение дополнительного уплотнения и упрочнения композиционного материала и изделий из него пропиткой насыщенными растворами солей алюминия и хрома с последующим пиролизом летучих.

Сущность изобретения заключается в том, что:

1. Высокотермостойкий радиопрозрачный неорганический стеклопластик на основе фосфатного связующего и аппретированного волокнистого наполнителя, включающий алюмофосфатную или хромалюмофосфатную связку с микропорошками глинозема, кварцевого стекла и ткань стекловолокна с содержанием SiO2 не менее 98% в пропорции 1:1-3:1, отличающийся тем, что в качестве защитного покрытия применено неорганическое покрытие, нанесенное на ткань методом «золь-гель» технологии из насыщенных водных растворов солей алюминия и (или) хрома. В качестве связующего использована водная суспензия, состоящая из фосфатной связки с корундовым микропорошком 5-10%, водного шликера кварцевого стекла с полидисперсным зерновым составом твердой фазы 0,1-100 мкм в количестве 50-55% и щелочной кремнезоли в количестве 35-40%, а после формования и отверждения при температуре 300-400°С материал дополнительно упрочняют разовой или многократной (3-5 раз) пропиткой насыщенным водным раствором солей алюминия и (или) хрома с последующей сушкой и термообработкой при температуре 500-700°С.

2. Способ получения высокотермостойкого радиопрозрачного неорганического стеклопластика и изделий из него, включающий аппретирование стеклоткани с целью защиты ее от воздействия кислой фосфатной связки, приготовление неорганического связующего и нанесение его на стеклоткань, формование композиционного материала и изделий из него, отверждение материала при вакуумировании, прессование и термообработку, отличающийся тем, что аппретирование осуществляют путем пропитки ткани насыщенным водным раствором солей алюминия и (или) хрома, сушку при температуре 20-60°С, приготовление и нанесение на ткань нейтрального связующего, состоящего из 5-10% алюмо- или хромалюмофосфатной связки, 50-55% водного шликера кварцевого стекла с полидисперсным зерновым составом твердой фазы 0,1-100 мкм и щелочной кремнезоли в количестве 35-40%, а после вакуумирования и термопрессования при температурах 300-400°С материал и изделия пропитывают с подсушкой насыщенным водным раствором солей хрома и (или) алюминия, сушат и термообрабатывают при температуре 500-700°С в течение 1-2 часов.

Нами установлено, что замена органополимерного аппрета на неорганический, полученный методом «золь-гель» технологии из насыщенного водного раствора солей хрома и алюминия, например Al(NO3)3⋅9h3O, CrCl3⋅6h3O, с содержанием основного вещества не менее 98%, а также уменьшение количества кислой фосфатной связки до 5-10% в суспензии связующего и введение в него 50-55% водного шликера кварцевого стекла и 35-40% щелочной кремнезоли, например КЗ-ТМ-30, позволяет сохранить прочностные и диэлектрические характеристики неорганического стеклопластика во всем интервале температур от 20 до 1200°С. При этом материал и изделия из него дополнительно упрочняются разовой и многократной (3-5 раз) пропиткой растворами тех же солей с подсушкой и термообработкой при температуре 500-700°С в течение 1-2 часов.

В таблице 1 приведены сравнительные данные по температурной зависимости прочности при изгибе (σизг), диэлектрической проницаемости (ε) и тангенса диэлектрических потерь (tgδ) на 1010 Гц для стеклопластика ХАФСкв и предложенного в настоящей заявке неорганического стеклопластика с применением одних и тех же материалов: кварцевой стеклоткани ТС 8/3-К-ТО ТУ 6-48-112-94, хромалюмофосфатного связующего ФОСКОН 351 ТУ 2149-150-10964029-01, корундового порошка ТУ 3988-075-00224450-99.

Из таблицы следует, что предложенный материал, имея сопоставимую прочность с известным материалом, значительно превосходит его по стабильности диэлектрических характеристик в широком интервале температур и может найти применение в качестве различных деталей и изделий радиотехнического назначения, работающих в интервале температур от 20 до 1200°С.

Известные отечественные неорганические стеклопластики из стеклотекстолита типа СТАФ, ФОСТ, МСП, ХАФС могут работать в условиях полного прогрева только до температур 600-800°С. Такой же недостаток имеют и неорганические стеклопластики зарубежных фирм. Стеклопластик фирмы Brunswick Corp., разработанный для самолетных антенных обтекателей на основе алюмофосфатной связки и стеклоткани из волокна марки S-994, пропитанного кремнийорганической смолой, имел прочность на растяжение 250 МПа при температуре 18°С, 197 МПа при 288°С, 77 МПа при 538°С, 21 МПа при 593°С, a tgδ при этих температурах имел значение 82⋅10-4 при 20°С и 154⋅10-4 при 593°С.

/Chose V.A., Copeland R.L. Fiber Reinforced Ceramics for Electromagnetic Window Application. "Supplement to iEEE Fransactions on Aerospace". 1965, 3, №2, p. 495-501/.

Способ получения неорганического стеклопластика включает следующие технологические этапы:

- аппретирование стеклоткани методом «золь-гель» технологии из насыщенного раствора водорастворимых солей алюминия и хрома;

- приготовление неорганического связующего из фосфатной связки с порошком Al2O3 в пропорции 1:1, водного шликера кварцевого стекла и щелочной кремнезоли;

- нанесение связующего на стеклоткань и сборка пакета на жесткой оправке, определяющей профиль заготовки, изделия;

- вакуумирование пакета при нагреве 200°С с целью откачки влаги и прессование материала, изделия;

- термообработка материала изделия в области температур 300-400°С в течение 1-2 часов с целью завершения процесса дегидратации и отверждения материала;

- упрочнение материала, изделия разовой или многократной (3-5 раз) пропиткой насыщенным водным раствором солей алюминия и хрома с последующей сушкой и термообработкой при температуре 500-700°С в течение 1-2 часа.

Кварцевую стеклоткань ТС 8/3-К-ТО аппретировали путем окунания на 3-5 минут в насыщенный раствор водорастворимых солей алюминия и (или) хрома. Использовали водные растворы азотнокислых, хлоридных солей, солей алюминия и хрома Al(NO3)3⋅9h3O ГОСТ 3757-75, Cr(NO3)3⋅9h3O ГОСТ 4471-78, CrCl3⋅6h3O ГОСТ 4473-78. Сушка ткани производилась в комнатных условиях или в сушильных шкафах при температуре не выше 20-60°С, т.к. повышение температуры увеличивает жесткость ткани и ухудшается процесс выкладки и набора пакета.

В качестве фосфатной связки использовали хромалюмофосфатное связующее ФОСКОН 351 с корундовым наполнителем в виде микропорошков М5-М20, тщательно перемешанной в шаровой мельнице. Для снижения кислотности связки и обеспечения необходимой вязкости при ее нанесении на стеклоткань, ее смешивали в шаровой мельнице или миксере с водным шликером кварцевого стекла с зерновым составом твердой фазы 0,1-100 мкм и щелочной кремнезолью КЗ-ТМ-30 ТУ 2145-008-61-801-487-2010 в пропорции:

фосфатная связка - 5-10%

водный шликер - 50-55%

кремнезоль - 35-40%

рН композиции находится в пределах 3-5. В зависимости от способа нанесения на стеклоткань: кистью, шпателем, прорезиненным валиком, напылением из пульверизатора - допускается введение или выпаривание дистиллированной воды. Для сложнопрофильных изделий нанесение суспензии связующего осуществляли в процессе сборки пакета.

После набора пакет накрывали резиновым или пленочным мешком и вакуумировали при давлении от - 0,2 до - 0,8 кгс/см2 с одновременным подъемом температуры до 200°С со скоростью 10-20°/час. Затем материал, изделие термообрабатывали при температуре 300-400°С в течение 1-2 часов.

Полученное изделие зашкуривали по наружной и внутренней поверхности, доводили тем самым до требуемых размеров и проводили герметизацию и дополнительное упрочнение за счет пропитки по всей поверхности или с одной, наружной, поверхности насыщенным раствором солей Al и (или) Cr, приготовленным ранее для этапа аппретирования ткани. В зависимости от требований к материалу пропитку осуществляли один раз или многократно (3-5 раз) с промежуточным подсушиванием, а термообработку производили после последней пропитки при температуре 500-700°С в течение 1-2 часов. Как показали дериватографические и рентгеноструктурные исследования в этом интервале температур для выбранных материалов завершаются процессы термодеструкции и образование устойчивых окислов.

По предлагаемому техническому решению были изготовлены плоские панели и конические сложнопрофильные изделия, из которых определялись прочность и диэлектрические характеристики, приведенные в таблице 1.

Образцы и макетные изделия прошли испытание на термоциклирование в интервале от -60 до +300°С, 15 циклов и односторонний кинетический нагрев до температуры 1200°С длительностью 6 мин.

1. Высокотермостойкий радиопрозрачный неорганический стеклопластик на основе фосфатного связующего и аппретированного волокнистого наполнителя, включающий алюмофосфатную или хромалюмофосфатную связку с микропорошками глинозема, кварцевого стекла и ткань стекловолокна с содержанием SiO2 не менее 98% в пропорции 1:1-3:1, отличающийся тем, что в качестве защитного покрытия применено неорганическое покрытие, нанесенное на ткань методом «золь-гель» технологии из насыщенных водных растворов солей алюминия и (или) хрома, в качестве связующего использована водная суспензия, состоящая из фосфатной связки с корундовым микропорошком 5-10%, водного шликера кварцевого стекла с полидисперсным зерновым составом твердой фазы 0,1-100 мкм в количестве 50-55% и щелочной кремнезоли в количестве 35-40%, а после формования и отверждения при температуре 300-400°С материал дополнительно упрочняют разовой или многократной (3-5 раз) пропиткой насыщенным водным раствором солей алюминия и (или) хрома с последующей сушкой и термообработкой при температуре 500-700°С.

2. Способ получения высокотермостойкого радиопрозрачного неорганического стеклопластика, включающий аппретирование стеклоткани с целью защиты ее от воздействия кислой фосфатной связки, приготовление неорганического связующего, нанесение его на стеклоткань, формование композиционного материала, отверждение материала при вакуумировании, прессование и термообработку, отличающийся тем, что аппретирование осуществляют путем пропитки ткани насыщенным водным раствором солей алюминия и (или) хрома, сушку при температуре 20-60°С, приготовление и нанесение на ткань водной суспензии, состоящей из фосфатной связки с корундовым микропорошком 5-10%, водного шликера кварцевого стекла с полидисперсным зерновым составом твердой фазы 0,1-100 мкм в количестве 50-55% и щелочной кремнезоли в количестве 35-40%, а после вакуумирования и термопрессования при температурах 300-400°С материал пропитывают с подсушкой насыщенным водным раствором солей хрома и (или) алюминия, сушат и термообрабатывают при температуре 500-700°С в течение 1-2 часов.

www.findpatent.ru

Радиопрозрачное покрытие

Изобретение относится к радиопрозрачному компоненту. Радиопрозрачный компонент (1), который включает в себя радиопрозрачное тело (3), предпочтительно пластиковое тело, причем по меньшей мере часть поверхности имеет слой (5), состоящий в основном из кремния, причем толщина состоящего в основном из кремния слоя (5) находится в пределах от 10 нм до 100 нм, причем между радиопрозрачным телом и состоящим в основном из кремния слоем (5) нанесен промежуточный слой (7), включающий в себя полимерный слой, который состоит из отверждаемого УФ-излучением лака, для сглаживания возможных поверхностных структур, при этом на состоящий в основном из кремния слой (5) в качестве защищающего от окружающей среды слоя нанесен полимерный слой (9), который состоит из отверждаемого ультрафиолетовым излучением лака. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Настоящее изобретение относится к расположенному за обшивкой радиолокационному прибору, причем по меньшей мере части обшивки расположены на пути луча радиолокационного прибора. Радиолокационный прибор может представлять собой, например, источник радиолокационного излучения, сенсор для радиолокационных сигналов или комбинацию из того и другого.

Радиолокационные приборы могут применяться, например, в транспортных средствах для измерения расстояния. Часто такой прибор размещен за передней решеткой транспортного средства. С внешней стороны, соответствующий радиолокационный прибор не должен быть виден и поэтому должен быть расположен под обшивкой. Относящиеся к этим применениям радиолокационные лучи предпочтительно находятся в диапазоне частот 76-77 ГГц. Обшивка должна быть, с одной стороны, в значительной степени прозрачной для радиолокационных волн в этом диапазоне частот, а с другой стороны, снаружи она должна создавать желаемое оптическое впечатление. В частности, часто желателен металлический внешний вид.

В DE 19844021 раскрыта лежащая в пределах хода лучей радиолокационного прибора часть обшивки из пластика с видимой снаружи частичной областью из металла, причем частичная область из металла образована чрезвычайно тонким, то есть толщиной около 40 нм, осажденным из паровой фазы металлическим слоем. Этот слой, согласно приведенному там описанию, оптически соответствует прилегающим к нему элементам хромированной отделки.

С помощью описанной в DE 19844021 компоновки создается впечатление визуально металлического элемента. Но ввиду металлических свойств слоя, несмотря на малые толщины слоя, не являющаяся пренебрежимо малой часть радиолокационного луча поглощается и не может быть предоставлена в качестве сигнала. Кроме того, использование металлических слоев по существу не позволяет осуществлять согласования в отношении оптического (визуального) впечатления. Последнее не может варьироваться или варьируется только в очень узких пределах.

Поэтому задачей настоящего изобретения является преодоление или по меньшей мере уменьшение описанных выше проблем предшествующего уровня техники.

В соответствии с изобретением эта задача решается тем, что выполненная из радиопрозрачного материала, такого как пластик, обшивка покрыта тонким, предпочтительно толщиной от 10 нм до 100 нм слоем, содержащим по меньшей мере один полупроводниковый материал (также упоминаемым далее как полупроводниковый слой). Особенно подходящим для этого является кремний в качестве материала покрытия. Это покрытие может быть осуществлено путем физического осаждения из паровой фазы (PVD). Плотности и тем самым предпочтительные слои могут быть реализованы с помощью способа магнетронного распыления. Но также может применяться химическое осаждение из паровой фазы (CVD).

В этом описании полупроводниковый слой и слой, содержащий по меньшей мере один полупроводник, являются тождественными.

В рамках данного описания, компонент считается радиопрозрачным компонентом, если при двукратном прохождении радиолокационных лучей через компонент к сенсору попадает еще по меньшей мере 0,1% интенсивности, относительно интенсивности I0, которая поступила бы в сенсор без прохождения через компонент. Предпочтительно, проходит по меньшей мере 1% (I/I0≥1%), особенно предпочтительно 5% или более. Фиг.4 схематично представляет схему измерения с радиолокационным источником 403, отражающим элементом 405, радиолокационным сенсором 407 и измеряемым компонентом 409. Ход лучей обозначен стрелками. Опорное измерение интенсивности I0 осуществляется без компонента 405. Измерение пропускания интенсивности I выполняется с компонентом 405.

Далее изобретение более подробно поясняется на примерах и со ссылками на чертежи.

На фиг.1 показан соответствующий изобретению компонент 101 с радиопрозрачным телом 103 и слоем 105, содержащим полупроводниковый материал.

На фиг.2 показан компонент 1, который включает в себя радиопрозрачное тело 3, например, пластиковое тело, и слой 5, содержащий полупроводник, а также полимерный слой 7 между слоем 5 и подложкой, и полимерный слой 9 на слое 5.

На фиг. 3 показан соответствующий изобретению компонент 201 с радиопрозрачным телом 203, в котором слой 205, содержащий полупроводниковый материал, помещен между полимерным слоем 209 и системой 207 чередующихся слоев. Система чередующихся слоев выполнена как система интерференционных слоев. Специалист в данной области может применять коммерчески доступные программы тонкопленочных конструкций, такие как, например, OptiLayer, для реализации желаемой оптической функции. В частности, полупроводниковый слой может быть расположен в любом месте или быть разделен на несколько более тонких слоев.

В соответствии с первой формой выполнения настоящего изобретения, слой кремния толщиной 35 нм (т.е. в диапазоне толщины от 10 нм до 100 нм) в качестве полупроводникового слоя нанесен на черную пластиковую подложку. Чтобы сгладить любые поверхностные структуры, на поверхность пластика сначала наносится праймер (УФ акриловый лак). После нанесения слоя Si с помощью магнетронного распыления, в данном примере наносится покрывающий слой (УФ акриловый лак) для дополнительной защиты тонкого Si-слоя. Результатом является синевато или желтовато металлически мерцающая поверхность. Радиопрозрачность на 76-77 ГГц покрытой в соответствии с изобретением подложки не существенно ниже, чем таковая сопоставимой не имеющей покрытия подложки.

Схематичное представление, соответствующее первой форме выполнения, показано на фиг.2.

В соответствии со второй формой выполнения настоящего изобретения, полупроводниковый слой выполняется как система слоев, предпочтительно как система интерференционных слоев. Она может быть выполнена как система чередующихся слоев с полупроводником, например, Si и диэлектриком, например, SiO2. При этом общая толщина слоев Si должна составлять от 10 нм до 100 нм. Для того чтобы получить желательную характеристику пропускания и отражения в видимой области спектра электромагнитных лучей, в настоящее время специалисту предоставлены эффективные программы оптимизации для оптических тонких пленок. Поэтому более углубленное в этом отношении описание в данном случае опускается.

В соответствии с третьей формой выполнения настоящего изобретения для нанесения покрытия в качестве полупроводникового материала используется германий. Также это покрытие может быть выполнено как отдельный тонкий монослой с толщиной от 10 нм до 100 нм, или как система чередующихся слоев с одним или несколькими диэлектрическими материалами, такими как SiO2. В частности, Ge может также быть объединен с Si, чтобы достичь желательных эффектов.

В рамках этого описания раскрыт радиопрозрачный компонент, который содержит радиопрозрачное тело, предпочтительно пластиковое тело, причем по меньшей мере части поверхности содержат слой, включающий в себя по меньшей мере один полупроводник, толщина которого составляет от 10 нм до 100 нм.

Слой, включающий в себя по меньшей мере один полупроводник, может содержать кремний, предпочтительно кремний в качестве основного компонента, и особенно предпочтительно состоять в основном из кремния.

Слой, включающий в себя по меньшей мере один полупроводник, может быть составной частью системы слоев, включающей в себя по меньшей мере один другой слой, которая предпочтительно является системой интерференционных слоев.

По меньшей мере один другой слой может быть SiO2.

Система слоев может быть системой чередующихся слоев.

Между пластиковым телом и слоем, включающим в себя по меньшей мере один полупроводник, может быть предусмотрен промежуточный слой, который включает в себя полимерный слой, который предпочтительно состоит из УФ-отверждаемого лака.

На радиопрозрачном элементе может быть предусмотрен в качестве защиты от окружающей среды полимерный слой, который предпочтительно состоит из УФ-отверждаемого лака.

Радиопрозрачный компонент может быть частью обшивки, причем эта часть обшивки предпочтительно является частью автомобильной обшивки.

Раскрыт автомобиль с радиолокационным прибором, причем в ходе лучей радиолокационного прибора предусмотрен радиопрозрачный компонент в соответствии с вышеописанными возможностями, и этот компонент предпочтительно является по меньшей мере частью оболочки.

Раскрыт способ изготовления радиопрозрачного компонента, включающий в себя этапы:

- предоставление пластикового тела,

- покрытие пластикового тела слоем, содержащим полупроводниковый материал, причем толщина слоя составляет от 10 нм до 100 нм, при этом покрытие осуществляется посредством вакуумного процесса.

Предпочтительно, вакуумный процесс является процессом PVD и/или CVD.

1. Радиопрозрачный компонент (1), который включает в себя радиопрозрачное тело (3), предпочтительно пластиковое тело, причем по меньшей мере часть поверхности имеет слой (5), состоящий в основном из кремния,

причем толщина состоящего в основном из кремния слоя (5) находится в пределах от 10 нм до 100 нм,

причем между радиопрозрачным телом и состоящим в основном из кремния слоем (5) нанесен промежуточный слой (7), включающий в себя полимерный слой, который состоит из отверждаемого УФ-излучением лака, для сглаживания возможных поверхностных структур,

при этом на состоящий в основном из кремния слой (5) в качестве защищающего от окружающей среды слоя нанесен полимерный слой (9), который состоит из отверждаемого ультрафиолетовым излучением лака.

2. Радиопрозрачный компонент по п.1, отличающийся тем, что состоящий в основном из кремния слой (5) является компонентом системы слоев, включающей в себя по меньшей мере один другой слой, которая является системой интерференционных слоев.

3. Радиопрозрачный компонент по п.2, отличающийся тем, что система слоев представляет собой систему чередующихся слоев.

4. Радиопрозрачный компонент по п.2, отличающийся тем, что по меньшей мере один другой слой представляет собой слой SiO2.

5. Радиопрозрачный компонент по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере один другой слой представляет собой слой SiO2.

6. Часть обшивки с радиопрозрачным компонентом по любому из пп.1-5, причем эта часть обшивки предпочтительно является частью обшивки автомобиля.

7. Автомобиль с радиолокационным прибором, отличающийся тем, что в ходе лучей радиолокационного прибора предусмотрен радиопрозрачный компонент по любому из пп.1-5, и этот компонент является по меньшей мере частью части обшивки.

8. Способ изготовления радиопрозрачного компонента, включающий в себя этапы:

- предоставления радиопрозрачного тела с пластиковой поверхностью,

- покрытия по меньшей мере части пластиковой поверхности радиопрозрачного тела промежуточным слоем (7), включающим в себя полимерный слой, который состоит из отверждаемого УФ-излучением лака, для сглаживания возможных поверхностных структур,

- покрытия по меньшей мере части пластиковой поверхности радиопрозрачного тела состоящим в основном из кремния слоем (5), толщина которого составляет от 10 нм до 100 нм, при этом покрытие осуществляют посредством вакуумного процесса, и

- покрытия радиопрозрачного тела полимерным слоем (9) в качестве защищающего от окружающей среды слоя, который состоит из отверждаемого ультрафиолетовым излучением лака.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что вакуумный процесс является процессом PVD или CVD.

www.findpatent.ru


Sititreid | Все права защищены © 2018 | Карта сайта