一种天线罩表面处理方法与流程

1.本发明涉及天线罩技术领域，具体涉及一种天线罩表面处理方法。


背景技术：

2.天线罩用于航空、航天领域，对天线系统起保护作用以使天线系统免受外部环境影响。天线罩的应用需求要求其具有良好的电磁辐射透过性能、对不同频率波段的电磁波具有良好的选择性，且天线罩通常在露天环境中工作，直接受到自然界中的暴风雨、冰雪、沙尘及太阳辐射等的侵袭，这使得天线精度降低、寿命缩短，因此天线罩既需要具有良好的透波性能，又需要具有良好的抗热冲击性能以及具有良好的隔热性能，且对天线罩的表面平整度以及外部结构精度要求较高。
3.现在天线罩表面需要修复时，采用高温热处理固化，但是存在问题是在天线罩安装之前此方法具有可行性，但在天线罩安装之后，在外场条件下，通常不具有修复所用的电、气、热等条件，若采用传统高温热处理方式进行修复，容易导致金属连接环、胶粘剂等材料之间的线膨胀系数不匹配而存在开裂风险；同时对天线罩表面修复时，容易出现水进入天线罩内部孔隙中导致天线罩材料整体的透波性能降低、隔热性能降低，且修复后表面抗热冲击性能降低。
4.如何实现常温下对天线罩表面进行修复，且修复后天线罩抗热冲击性能、透波性能、隔热性能不降低，成为本领域的技术难题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，发明提供一种天线罩表面处理方法，通过对天线罩表面多层修复，且在常温下固化，实现修复后的天线罩透波性能、隔热性能不降低，且修复后天线罩抗热冲击性能好。
6.根据本发明的提供了一种天线罩表面处理方法，包括以下步骤：第一步：制备接触层修复物料；将石英粉进行表面疏水改性，得到疏水石英粉，将石英纤维进行表面疏水改性，得到疏水石英纤维，将疏水石英纤维、疏水石英粉与第一粘结剂混合，得到所述接触层修复物料；第二步：将所述接触层修复材料涂覆在天线罩表面损伤处，在室温下干燥固化后，形成接触层；第三步：制备中间层修复材料；将石英纤维进行增强改性，得到增强后石英纤维，将增强后石英纤维表面依次浸渍增强助剂溶液、第二粘结剂，得到所述中间层修复材料；第四步：将所述中间层修复材料涂覆在接触层表面，在室温下干燥固化后，形成中间层；第五步：制备表层修复材料；将石英粉与第三粘结剂混合，得到所述表层修复材料；第六步：将所述表层修复材料涂覆在中间层表面，在室温下干燥固化后，形成表
层；优选的，所述第二粘结剂、第三粘结剂中不包含碳元素。
7.进一步的，在第一步的过程中，制备接触层修复物料过程中，将石英纤维进行表面疏水改性前先进行增强改性；增强改性后在表面浸渍增强助剂溶液，然后进行表面疏水改性，得到疏水石英纤维。
8.所述接触层修复材料中石英纤维、石英粉、第一粘结剂的质量比为（12-18）：（2-8）：1。
9.进一步的，在第一步的过程中，所述石英粉进行表面疏水改性的具体过程为：将所述石英粉与疏水改性剂在醇液中混合，混合后在室温下干燥得到疏水石英粉；优选的，所述醇液为甲醇和/或乙醇；所述石英纤维进行表面疏水改性的具体过程为：将所述石英纤维与疏水改性剂在醇液中混合，混合后在室温下干燥得到所述疏水石英纤维；优选的，所述醇液为甲醇和/或乙醇；所述疏水改性剂为氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷中一种或多种；优选的，所述石英粉与疏水改性剂的质量比为1：（0.01-0.005）；所述石英纤维与疏水改性剂的质量比为1：（0.01-0.005）。
10.进一步的，所述第一粘结剂为聚氧化乙烯(peo)、聚乙烯醇 (pva)、聚乙二醇(peg)的一种或多种。
11.进一步的，在第一步的过程中，石英纤维进行增强改性具体过程为：将石英纤维在硅溶胶中进行浸渍，浸渍完毕后进行干燥固化，得到增强后石英纤维。
12.所述石英纤维与石英纤维表面附着硅溶胶的质量比1 ：(0.11-0.15)。
13.进一步的，所述增强助剂溶液为氮化硼和/或氧化硼的水溶液；所述石英纤维与增强助剂的质量比为1：（0.22-0.26）；优选的，所述增强助剂溶液的质量分数为10-40%。
14.进一步的，所述第二粘结剂包括硅酸盐水溶液、第一固化剂；所述硅酸盐包括硅酸钾和/或硅酸钙；第一固化剂包括氟硅酸镁和/或氧化镁；所述中间层修复材料中石英纤维与第二粘结剂的质量比为（1-3）：1；优选的，硅酸盐水溶液、第一固化剂的质量比为（0.15-1.05）：（2.5
×
10-4-6
×
10-3
）；硅酸盐水溶液的质量分数为30-40%。
15.进一步的，在第五步的过程中，制备表层修复材料具体过程为：将石英粉与玻璃粉混合后与第三粘结剂混合，得到所述表层修复材料；所述表层修复材料中所述石英粉、玻璃粉、第三粘结剂的质量比为（1-3）：（0-3）：1。
16.进一步的，所述第三粘结剂包括磷酸盐的水溶液、第二固化剂；所述磷酸盐包括磷酸铝和/或磷酸二氢铝；所述第二固化剂为磷酸硅和/或三聚磷酸铝；优选的，磷酸盐的水溶液、第二固化剂的质量比为（0.15-1.05）：（2.5
×
10-4-6
×
10-3
）；磷酸盐的水溶液的质量分数为30-40%。
17.上述使用的材料均从市场常规渠道购买。
18.与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果在于,通过制备接触层修复物料过程中，将石英粉进行表面疏水改性，得到疏水石英粉，将石英纤维进行表面疏水改性，实现所述接触层通过第一粘结剂粘结时，疏水石英粉与石英纤维之间结合强度高，且避免了水进入天线罩内部孔隙中，从而避免了天线罩的透波性能降低；通过所述中间层实现对接触层的强度以及抗冲击力进一步增强，且通过第二粘结剂在常温下固化成型，同时石英纤维通过增强改性以及浸渍增强助剂溶液，实现石英纤维在天线罩使用过程中周围环境升高同时，消耗环境热量并将石英纤维表面的增强剂与增强助剂在600-800℃环境温度下反应，从而实现石英纤维之间连接强度增强，抗环境冲击能力增强；且通过第二粘结剂有利于在800℃以上的环境温度下，第二粘结剂转化为陶瓷材料既消耗了工作过程中环境带来的热量，同时又增加了天线罩表面的强度；通过表层修复材料包括石英粉与第三粘结剂，在实现室温固化的同时，通过包括第三粘结剂的表层修复材料实现天线罩在使用过程中，在环境温度较低环境下有较强的热冲击性能；同时通过中间层的第二粘结剂，以及表层的第三粘结剂，在实现室温固化同时，其不含有c元素，且在固化后环境温度升高时形成较多孔隙，有利于接触层中第一粘结剂在环境温度升高时，第一粘结剂的有机物通过中间层、表层挥发掉。
19.通过所述将石英纤维进行表面疏水改性前进行增强改性；即有利于在天线罩表面涂覆接触层时，接触层修复材料中水进入天线罩孔隙内；同时通过对石英纤维的增强改性，实现天线罩在使用过程中，当环境的热量传递到接触层时，利用环境温度将将石英纤维表面的增强剂与增强助剂反应，从而将石英纤维之间的连接强度增大，提高了接触层的抗冲击能力。
20.实现对接触层中的石英粉以及石英纤维进行疏水改性；同时改性剂可以消耗环境温度提高接触层的强度。
21.实现接触层常温固化，且有利于避免接触层修复材料中的物质伸入天线罩内部孔隙中，从而避免天线罩的透波性能降低。
22.实现接触层、中间层中的石英纤维在受到环境温度在600-800℃时，将环境温度转化为石英纤维表面的硅元素与硼元素形成硼硅化合物所需要的能量，即消耗了环境的热量，避免了环境温度传输到天线罩内部，同时提高了中间层、接触层的强度。
23.通过第二粘结剂实现所述中间层在常温固化同时，在环境温度达到800℃以上，且传导到中间层时，第二粘结剂中硅酸盐利用环境中热量陶瓷化，从而增加中间层强度；且中间层具有较多孔隙，在具有较高孔隙前提下中间层抗热冲击能力强，即使在表层在环境温度很高表层出现损坏时，中间层可以在环境温度达到800℃以上的热冲击下依然保持天线罩外形以及隔热、透波性能不受损伤；第二粘结剂虽然在室温下能够固化，但是在环境温度不高的情况下，中间层抗冲击能力低，由于外面的表层在环境温度不高的情况下抗冲击能力强，从而天线罩在使用过程中环境温度不高时，依然保持合格的外形以及隔热、透波性能。
24.通过第三粘结剂实现所述中间层在常温固化同时，在环境温度在600℃以下时，第三粘结剂中磷酸盐利用环境中热量强度明显增加，且结合表层修复材料中的玻璃粉，有利于表层在环境在600℃以下时提高表层的热冲击能力；通过第三粘结剂实现表层具有较多
孔隙前提下，在环境在600℃以下时的抗热冲击能力强；随环境温度升高表层的抗热冲击能力降低，但是由于中间层在高温下的抗热冲击能力强，从而实现天线罩在整个使用过程中各温度段的抗热冲击能力均很强，天线罩保持合格的外形以及隔热、透波性能。
25.按所述天线罩表面处理方法处理后的天线罩，在1000℃的环境温度下，天线罩介电损耗≤3
×
10-3
kv/mm；导热系数≤0.8w/(m
•
k)；天线罩抗热冲击性能，在最1000℃下保温15分钟后急速冷却，循环次数≥4次，不出现开裂或损坏等现象。
具体实施方式
26.为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
27.实施例一：本实施例提供了一种天线罩表面处理方法，包括以下步骤：制备接触层修复物料：将石英粉进行表面疏水改性，得到疏水石英粉，具体地，所述石英粉进行表面疏水改性的具体过程为：将所述石英粉与疏水改性剂在乙醇中混合，混合后在室温下干燥得到疏水石英粉；将石英纤维进行表面疏水改性，得到疏水石英纤维，具体地，所述石英纤维进行表面疏水改性的具体过程为：将所述石英纤维与疏水改性剂在醇溶液中混合，混合后在室温下干燥得到所述疏水石英纤维；将疏水石英纤维、疏水石英粉与第一粘结剂混合；所述疏水改性剂为氨丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷；所述第一粘结剂为peo和pva。
28.将所述接触层修复材料涂覆在天线罩表面损伤处，在室温下干燥固化后，形成接触层；所述接触层修复材料中石英纤维、石英粉、第一粘结剂的质量比为15：5：1；制备中间层修复材料：将石英纤维进行增强改性，得到增强后石英纤维，将增强后石英纤维表面依次浸渍增强助剂溶液、第二粘结剂；将所述中间层修复材料涂覆在接触层表面，在室温下干燥固化后，形成中间层；石英纤维进行增强改性具体过程为：将石英纤维在硅溶胶中进行浸渍，浸渍完毕后进行干燥固化，得到增强后石英纤维；所述增强助剂溶液的质量分数为25%；所述石英纤维与石英纤维表面附着硅溶胶的质量比1 ：0.13。
29.所述增强助剂溶液为氮化硼的水溶液；所述石英纤维与增强助剂的质量比为1：0.24。
30.所述第二粘结剂包括硅酸盐水溶液、第一固化剂；硅酸盐水溶液、第一固化剂的质量比为0.6：3.13
×
10-4
；硅酸盐水溶液的质量分数为35%；所述硅酸盐包括硅酸钙；第一固化剂包括氟硅酸镁；所述中间层修复材料中石英纤维与第二粘结剂的质量比为1.5：1。制备表层修复材料，将石英粉与第三粘结剂混合；将所述表层修复材料涂覆在中间层表面，在室温下干燥固化后，形成表层；所述表层修复材料中所述石英粉、第三粘结剂的质量比为2： 1；所述第三粘结剂包括磷酸盐的水溶液、第二固化剂；磷酸盐的水溶液、第二固化剂的质量比为0.6：3.13
×
10-4
；磷酸盐的水溶液的质量分数为35%；
所述磷酸盐包括磷酸铝和磷酸二氢铝；所述第二固化剂为磷酸硅和三聚磷酸铝。所述第二粘结剂、第三粘结剂中不包含碳元素、钠元素。按所述天线罩表面处理方法处理后的天线罩，在1000℃的环境温度下，天线罩介电损耗为2.8
×
10-3
kv/mm；导热系数为0.7w/(m
•
k)；天线罩抗热冲击性能，在最1000℃下保温15分钟后急速冷却，循环次数4次，不出现开裂或损坏等现象。
31.实施例二：本实施例与与实施例一相同的内容进行赘述，仅对不同之处进行说明，实施例一的不同之处在于：制备接触层修复物料过程中，所述疏水改性剂为乙烯基三乙氧基硅烷和二甲基二氯硅烷；所述接触层修复材料中石英纤维、石英粉、第一粘结剂的质量比为13：7：1；所述第一粘结剂为peo和peg。
32.将石英纤维进行表面疏水改性前进行增强改性；将石英纤维进行表面增强改性后在表面浸渍增强助剂溶液，然后进行表面疏水改性；石英纤维进行增强改性具体过程为：将石英纤维在硅溶胶中进行浸渍，浸渍完毕后进行干燥固化，得到增强后石英纤维；所述石英纤维与石英纤维表面附着硅溶胶的质量比1：0.14。
33.所述增强助剂溶液为氮化硼和氧化硼的水溶液；所述增强助剂溶液的质量分数为12%；所述石英纤维与增强助剂的质量比为1：0.25。
34.所述第二粘结剂包括硅酸盐水溶液、第一固化剂；硅酸盐水溶液、第一固化剂的质量比为0.18：5.5
×
10-3
；硅酸盐水溶液的质量分数为32%；所述硅酸盐包括硅酸钾和硅酸钙；第一固化剂包括氟硅酸镁和氧化镁。
35.磷酸盐的水溶液、第二固化剂的质量比为1.00：2.9
×
10-4
；磷酸盐的水溶液的质量分数为32%。
36.所述中间层修复材料中石英纤维与第二粘结剂的质量比为1.1：1；所述表层修复材料中所述石英粉、玻璃粉、第三粘结剂的质量比为2.8：1.5：1。
37.按所述天线罩表面处理方法处理后的天线罩，在1000℃的环境温度下，天线罩介电损耗≤2.7
×
10-3
kv/mm；导热系数≤0.7w/(m
•
k)；天线罩抗热冲击性能，在最1000℃下保温15分钟后急速冷却，循环次数5次，不出现开裂或损坏等现象。
38.实施例三：本实施例与实施例二的不同之处在于制备表层修复物料过程中，将石英粉与玻璃粉混合后与第三粘结剂混合，得到所述表层修复材料；在此，不再对与实施例一相同的内容进行赘述，仅对不同之处进行说明：本实施例的天线罩表面处理方法，所述表层修复材料中所述石英粉、玻璃粉、第三粘结剂的质量比为2.5：1.5：1；制备接触层修复物料具体过程中，将增强助剂粉末、疏水石英纤维、疏水石英粉与第一粘结剂混合得到所述接触层修复材料；所述接触层修复材料中石英纤维、石英粉、第一粘结剂的质量比为17：3：1；所述疏水改性剂为乙烯基三乙氧基硅烷和二甲基二氯硅烷。
39.所述第一粘结剂为pva和peg；所述石英纤维与石英纤维表面附着硅溶胶的质量比1 ：0.145。
40.所述增强助剂溶液为氮化硼和氧化硼的水溶液；所述石英纤维与增强助剂的质量比为1：0.255；所述增强助剂溶液的质量分数为12%。
41.所述第二粘结剂包括硅酸盐水溶液、第一固化剂；硅酸盐水溶液、第一固化剂的质量比为1.02：3
×
10-4
；硅酸盐水溶液的质量分数为38%；所述硅酸盐包括硅酸钾；第一固化剂包括氧化镁；所述中间层修复材料中石英纤维与第二粘结剂的质量比为2.5：1。
42.所述表层修复材料中所述石英粉、玻璃粉、第三粘结剂的质量比为1.2：2.8：1；所述第三粘结剂包括磷酸盐的水溶液、第二固化剂；磷酸盐的水溶液、第二固化剂的质量比为0.19：5.6
×
10-3
；磷酸盐的水溶液的质量分数为38%；所述磷酸盐包括磷酸二氢铝；所述第二固化剂为磷酸硅。
43.按所述天线罩表面处理方法处理后的天线罩，在1000℃的环境温度下，天线罩介电损耗≤2.65
×
10-3
kv/mm；导热系数≤0.6w/(m
•
k)；天线罩抗热冲击性能，在最1000℃下保温15分钟后急速冷却，循环次数5次，不出现开裂或损坏等现象。
44.实施例四：本实施例与实施例三相同的内容进行赘述，仅对不同之处进行说明，实施例四的不同之处在于：所述疏水改性剂为氨丙基三乙氧基硅烷；所述第一粘结剂为peo。
45.按所述天线罩表面处理方法处理后的天线罩，在1000℃的环境温度下，天线罩介电损耗≤2.8
×
10-3
kv/mm；导热系数≤0.75w/(m
•
k)；天线罩抗热冲击性能，在最1000℃下保温15分钟后急速冷却，循环次数4次，不出现开裂或损坏等现象。
46.实施例五：本实施例与实施例四相同的内容进行赘述，仅对不同之处进行说明，实施例四的不同之处在于：所述疏水改性剂为乙烯基三乙氧基硅烷；所述第一粘结剂为pva。
47.按所述天线罩表面处理方法处理后的天线罩，在1000℃的环境温度下，天线罩介电损耗≤2.85
×
10-3
kv/mm；导热系数≤0.72w/(m
•
k)；天线罩抗热冲击性能，在最1000℃下保温15分钟后急速冷却，循环次数4次，不出现开裂或损坏等现象。
48.实施例六：本实施例与实施例五相同的内容进行赘述，仅对不同之处进行说明，实施例五的不同之处在于：所述疏水改性剂为二甲基二氯硅烷；所述第一粘结剂为peg中。
49.按所述天线罩表面处理方法处理后的天线罩，在1000℃的环境温度下，天线罩介电损耗≤2.7
×
10-3
kv/mm；导热系数≤0.65w/(m
•
k)；天线罩抗热冲击性能，在最1000℃下保温15分钟后急速冷却，循环次数5次，不出现开裂或损坏等现象。
50.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术
方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能。

技术特征：
1.一种天线罩表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：制备接触层修复物料：将石英粉进行表面疏水改性，得到疏水石英粉，将石英纤维进行表面疏水改性，得到疏水石英纤维，将疏水石英纤维、疏水石英粉与第一粘结剂混合，得到所述接触层修复物料；第二步：将所述接触层修复材料涂覆在天线罩表面损伤处，在室温下干燥固化后，形成接触层；第三步：制备中间层修复材料：将石英纤维进行增强改性，得到增强后石英纤维，将增强后石英纤维表面依次浸渍增强助剂溶液、第二粘结剂，得到所述中间层修复材料；第四步：将所述中间层修复材料涂覆在接触层表面，在室温下干燥固化后，形成中间层；第五步：制备表层修复材料：将石英粉与第三粘结剂混合，得到所述表层修复材料；第六步：将所述表层修复材料涂覆在中间层表面，在室温下干燥固化后，形成表层。2.根据权利要求1所述的天线罩表面处理方法，其特征在于，在第一步的过程中，制备接触层修复物料过程中，将石英纤维进行表面疏水改性前先进行增强改性，增强改性后在表面浸渍增强助剂溶液，然后进行表面疏水改性，得到疏水石英纤维。3.根据权利要求2所述的天线罩表面处理方法，其特征在于，在第一步的过程中，制备接触层修复物料具体过程中，所述接触层修复材料制备过程中石英纤维、石英粉、第一粘结剂的质量比为（12-18）：（2-8）：1。4.根据权利要求1或2所述的天线罩表面处理方法，其特征在于，在第一步的过程中，所述石英粉进行表面疏水改性的具体过程为：将所述石英粉与疏水改性剂在醇液中混合，混合后在室温下干燥得到疏水石英粉；所述石英纤维进行表面疏水改性的具体过程为：将所述石英纤维与疏水改性剂在醇液中混合，混合后在室温下干燥得到所述疏水石英纤维；所述疏水改性剂为氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷中一种或多种。5.根据权利要求1所述的天线罩表面处理方法，其特征在于，所述第一粘结剂为聚氧化乙烯(peo)、聚乙烯醇 (pva)、聚乙二醇(peg)中的一种或多种。6.根据权利要求1或2所述的天线罩表面处理方法，其特征在于，在第一步的过程中，石英纤维进行增强改性具体过程为：将石英纤维在硅溶胶中进行浸渍，浸渍完毕后进行干燥固化，得到增强后石英纤维；所述石英纤维与石英纤维表面附着硅溶胶的质量比1 ：(0.11-0.15)。7.根据权利要求6所述的天线罩表面处理方法，其特征在于，所述增强助剂溶液为氮化硼和/或氧化硼的水溶液；所述石英纤维与增强助剂的质量比为1：（0.22-0.26）。8.根据权利要求6所述的天线罩表面处理方法，其特征在于，所述第二粘结剂包括硅酸盐水溶液、第一固化剂；所述硅酸盐包括硅酸钾和/或硅酸钙；第一固化剂包括氟硅酸镁和/或氧化镁；
所述中间层修复材料中石英纤维与第二粘结剂的质量比为（1-3）：1。9.根据权利要求1所述的天线罩表面处理方法，其特征在于，在第五步的过程中，制备表层修复材料具体过程为：将石英粉与玻璃粉混合后与第三粘结剂混合，得到所述表层修复材料；所述表层修复材料中所述石英粉、玻璃粉、第三粘结剂的质量比为（1-3）：（0-3）：1。10.根据权利要求1所述的天线罩表面处理方法，其特征在于，所述第三粘结剂包括磷酸盐的水溶液、第二固化剂；所述磷酸盐包括磷酸铝和/或磷酸二氢铝；所述第二固化剂为磷酸硅和/或三聚磷酸铝。

技术总结
本发明公开一种天线罩表面处理方法，包括以下步骤：制备接触层修复物料，将疏水石英纤维、疏水石英粉与第一粘结剂混合；将所述接触层修复材料涂覆在天线罩表面损伤处，在室温下干燥固化后，形成接触层；制备中间层修复材料，将石英纤维进行增强改性，得到增强后石英纤维，将增强后石英纤维表面依次浸渍增强助剂溶液、第二粘结剂；将所述中间层修复材料涂覆在接触层表面，在室温下干燥固化后，形成中间层；将所述表层修复材料涂覆在中间层表面，在室温下干燥固化后，形成表层；实现修复后的天线罩透波性能、隔热性能不降低，且修复后天线罩抗热冲击性能好。热冲击性能好。


技术研发人员：高文秋 刘小俊 王洪升 韦其红 栾强 邢政鹏 邵长涛 房英鹏
受保护的技术使用者：山东工业陶瓷研究设计院有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/7/12