柔性吸波織物及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于電磁波吸收技術領域，尤其是柔性吸波織物及其應用，具體涉及一種復合層柔性吸波織物，特別是涉及一種三層不同媒質鐵纖維柔性吸波織物及其應用。
【背景技術】
[0002]隨著各種新型探測系統和精確制導武器的相繼問世，隱身兵器和隱身技術的重要性日益凸顯，發展和應用隱身技術，提高軍事斗爭中重要目標的生存能力，提高武器系統的突防能力，已成為國防體系建設的重要戰略。吸波材料作為隱身技術的關鍵，在軍用和民用領域均具有重大實用價值和工程價值，傳統隱身材料微波吸收劑主要包括導電碳纖維、鐵氧體、金屬微粉磁性吸波材料、納米磁性吸波材料等。目前吸波材料的開發主要限于兩種途徑，一是采用微粉(或纖維)等吸波劑通過涂覆工藝使材料達到吸波特性，二是采用微粉(或纖維)等吸波劑通過填充工藝使材料達到吸波特性。
[0003]關于第一種途徑，在涂覆過程中，主要存在吸波涂料與結構體的粘附力、吸波粉末的氧化脫落以及吸波劑的使用對基體的原有性能的破壞等問題，且一些吸收劑密度較大，影響了制品的輕量化要求。
[0004]關于第二種途徑，將吸波材料填充于基體(比如樹脂)中時，欲獲得較強的吸波性能，則要求吸波體的含量較高，易導致基體連續性降低，且材料較厚顯著影響了結構型的復合材料的機械性能。
[0005]其中，鐵纖維作為輕質磁性雷達波吸收劑，具有單位體積中儲存磁能較高、飽合磁化強度較大、介電損耗吸收較強、磁導率較高等特性。纖維狀外形結構具有顯著各向異性，為突破傳統絮狀或球形顆粒材料的Snoek極限對磁導率和共振頻率的理論限制提供了基礎條件。通過調節纖維的長徑比、分布狀態、體積含量，可調節材料的電磁參數。小含量即可實現寬頻帶(4?18GHz)內的高吸收，且質量比傳統的金屬微粉材料減輕40%?60%。
[0006]然而，目前上述工藝制備而成的均屬于硬質復合材料，對于鐵纖維的研宄均基于非紡織級鐵纖維，纖維長度多在Imm以下，制備方法多為涂覆或填充工藝制得的硬質復合材料，在形狀適應性、便攜性、應用領域等方面存在局限性。
[0007]另外，目前的吸波材料中還包括一些柔性吸波材料，例如:中國專利申請CN102505324 A提供了一種碳長絲包芯紗編鏈彈性結構的吸波經編織物及其用途，以碳長絲包芯紗、其它纖維或它們的組合相互串套成多列線圈，并來回襯瑋，由經編加工的多梳櫛編鏈方法制成；中國專利申請CN 102425027 A提供了一種碳長絲包芯紗的添紗繞經高彈性吸波瑋編織物及其用途，由碳長絲包芯紗(包括碳長絲束及包覆在其外側的其他纖維)全部或部分構成的橫向添紗和縱向繞經(至少有一種)吸波瑋編針織物；中國專利申請CN101407975 A提供了一種柔性非織造吸波材料的制備，采用吸波碳纖維和滌綸纖維充分混合后梳理成網、鋪網、加固制成；中國專利申請CN 103832009提供了一種吸收電磁波的多層結構面料及其加工方法，其具有通過連接線連接的三層，前兩層主要是為了達到阻抗匹配，第三層作為吸波層，并以炭黑、片狀糖基鐵或二者混合物為吸波劑，并通過物理氣相沉積方法將其沉積到織物各層和連接線。
[0008]然而，上述工藝制備而成的柔性吸波材料，雖然可滿足吸波特性及形狀適應性，但在力學性能上依然存在一些不足，且都以碳纖維為唯一吸波材料，材料功能單一，單一介質單層材料電磁參數調整范圍較小，很難在寬頻率范圍內同時滿足阻抗匹配和強吸收，而對于鍍層而言，鍍層的厚度、鍍層的均勻性、鍍層的損耗，均對吸波性能及實際應用產生影響。
【發明內容】
[0009]為了克服現有技術的上述缺陷，本發明目的在于提供一種柔性吸波材料，其具有吸波頻帶寬、質量輕、厚度薄、吸收能力強的特性。
[0010]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料，其可直接利用吸波劑制成吸波織物，性能穩定，不易損耗。
[0011]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料，其加工靈活多變、各層參數易調節。
[0012]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料，其具有內部高電磁損耗。
[0013]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料，其具有高的表面阻抗匹配。
[0014]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料，其具有高的吸波率。
[0015]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料，其在反射率為_20dB時，吸波率達到最尚。
[0016]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料，其對頻率為1GHz的電磁波，吸波率最高。
[0017]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料，其各層不同組分間形成阻抗漸變。
[0018]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料，其各層不同結構間形成阻抗漸變。
[0019]本發明又一目的在于提供一種柔性吸波材料的制備方法，其便于柔性吸波材料選擇適用的鐵纖維的配伍組合。
[0020]為了達到上述目的，本發明提供的主要技術方案包括:
一種復合層柔性吸波織物，其采用紡織級鐵纖維制備。
[0021]優選為采用紡織級鐵纖維直接織成。
[0022]優選地，各層采用不同媒質鐵纖維分別織成。
[0023]優選地，所述復合層柔性吸波織物包括:反射底層和損耗層。
[0024]其中，所述反射底層優選為反射及介電損耗層。
[0025]優選地，所述反射底層為不銹鋼短纖混紡紗織物。
[0026]優選為，所述不銹鋼短纖混紡紗織物的混紡比為8%至41%。例如分別選取8%、22%、30%或41%時，對應克重分別為288.3,290.8,294.9或300.lg/m2，經密為180根/10cm，瑋密為120根/10cm，織物組織為平紋。
[0027]其中，所述損耗層優選為吸波損耗層。
[0028]優選地，所述損耗層為鐵纖維混紡紗織物。
[0029]優選為，所述鐵纖維混紡紗織物的混紡比為8.33%，克重為350.0 g/m2，經密為180根/10cm，瑋密為120根/10cm，織物組織為平紋。
[0030]所述的復合層柔性吸波織物，優選為還包括阻抗匹配表層，形成損耗層作為中間過渡層的三層織物。較佳的，所述復合層柔性吸波織物形成磁性損耗逐漸降低的阻抗漸變結構。
[0031]其中，所述阻抗匹配表層優選為不銹鋼長絲包芯紗織物。
[0032]所述不銹鋼長絲包芯紗織物的結構優選為，以不銹鋼長絲作為中心，外部被其他纖維包覆。
[0033]優選為，所述不銹鋼長絲包芯紗織物的紗芯直徑為28 μ m，克重為120.4 g/m2，經密為280根/10cm，瑋密為250根/10cm，織物組織為平紋。
[0034]本發明還提供一種三層柔性吸波織物，其由表層、底層和中間層構成，其中:所述表層為表面阻抗匹配層，所述中間層為吸波損耗層，所述底層為反射及介電損耗層。
[0035]優選地，所述三層柔性吸波織物形成磁性損耗逐漸降低的阻抗漸變結構。
[0036]其中，所述表層優選為不銹鋼長絲包芯紗織物。
[0037]所述不銹鋼長絲包芯紗織物的結構優選為，以不銹鋼長絲作為中心，外部被其他纖維包覆。
[0038]其中，所述中間層優選為鐵纖維混紡紗織物。
[0039]其中，所述底層優選為不銹鋼短纖混紡紗織物。
[0040]優選為，表層為紗芯直徑為28 μ m的不銹鋼包芯紗，經密瑋密分別為280根/1cm和 250 根/1cm ；
中間層采用混紡比為8.33%的鐵纖維混紡紗，經密瑋密分別為180根/1cm和120根/1cm ；
底層使用混紡比為30%的不銹鋼纖維混紡紗，經密瑋密分別為180根/1cm和120根/1cm0
[0041]此結構的吸波織物的電磁波吸收性能良好，且質量相對較輕，有較強的實用性。
[0042]本發明還提供一種復合層柔性吸波材料，其由表層至底層形成磁性損耗逐漸降低的阻抗漸變結構。
[0043]優選地，所述復合層柔性吸波材料包括反射底層和損耗層，其中，損耗層的介電損耗和/或磁損耗強于反射底層。
[0044]其中，各層通過組分和/或結構的不同形成阻抗漸變結構。
[0045]優選地，所述損耗層為鐵纖維混紡紗織物，所述反射底層為不銹鋼短纖混紡紗織物。
[0046]優選地，還包括阻抗匹配表層，形成損耗層作為中間過渡層的三層織物。
[0047]本發明還提供一種柔性吸波織物的應用，其可以用于武器雷達遮蔽棚蓋布、特