[发明专利]超高温陶瓷基复合材料烧蚀头天线罩罩体的制造方法

说明书

本发明公开了一种超高温陶瓷基复合材料烧蚀头天线罩罩体的制造方法；该方法首先使用碳纤维三相正交方式进行烧蚀头平板织物编织，得到烧蚀头编织物；浸渍复合得到C/SiC‑ZrC复合陶瓷烧蚀头粗坯，采用针刺方式对罩体织物进行仿形编织；得到罩体编织物；进行机械加工成所需产品尺寸，得到烧蚀头和罩体，然后烧蚀头和罩体通过螺母进行连接成型；即得到烧蚀头天线罩罩体。该方法利用C/SiC‑ZrC复合材料、C/SiC‑HfC复合材料具有优异的耐温性、抗烧蚀性能，其耐温性可高达2000℃。且通过对烧蚀头预制件的优化设计、环向纤维体积含量的调控，可实现烧蚀头复合材料在环向方向零膨胀，从而得到天线罩罩体可以应用于高马赫(>10Ma)、长航时(>1000s)、高精度的中远程地地巡航导弹。

技术领域

本发明涉及天线罩罩体的制造领域，具体地指一种超高温陶瓷基复合材料烧蚀头天线罩罩体的制造方法。

背景技术

天线罩是位于导弹武器系统的头部，具有耐高温、承载、透波的功能，是导弹武器系统中最重要的组成成分。在飞行过程中，为了确保导弹武器的打击精度，天线罩要保持完整的气动外形，因此天线罩应具备优异的耐温性和抗烧蚀性能。

随着航天技术的高速发展，导弹武器对高精度、大射程、高超音速(≥10Ma)、大过载、机动飞行的要求越来越高，使得整个武器系统的再入环境变得极端恶劣。新一代导弹的载入速度可高达15～18Ma，严酷的气动热造成天线罩驻点温度高达2300℃以上，大面积温度1400℃～1600℃，这就对天线罩提出了越来越严峻的考验。

目前，国内常用的天线罩材料为石英/石英复合陶瓷材料，其耐温性仅为1200℃，在前期电弧风洞试验中，石英/石英复合陶瓷制备的天线罩驻点烧蚀量大并且堆积成“蘑菇头”，存在改变天线罩气动外形，严重影响导弹打击精度的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供了一种超高温陶瓷基复合材料烧蚀头天线罩罩体的制造方法；该方法利用C/SiC-ZrC复合材料、C/SiC-HfC复合材料具有优异的耐温性、抗烧蚀性能，其耐温性可高达2000℃。且通过对烧蚀头预制件的优化设计、环向纤维体积含量的调控，可实现烧蚀头复合材料在环向方向零膨胀，从而得到天线罩罩体可以应用于高马赫(>10Ma)、长航时(>1000s)、高精度的中远程地地巡航导弹。

为实现上述目的，本发明提供的一种超高温陶瓷基复合材料烧蚀头天线罩罩体的制造方法，包括以下步骤：

1)使用碳纤维三相正交方式进行烧蚀头平板织物编织，得到烧蚀头编织物；

2)将烧蚀头编织物浸没在前驱体中，水浴加热至80～100℃，真空浸渍4～8h后取出干燥固化，重复3～5次，得到浸没编织物；其中，前驱体为含有聚碳硅烷的二甲苯溶液；，聚碳硅烷的二甲苯溶液作为前驱体与织物进行充分均匀混合，保证后期高温裂解得到均匀的C/SiC复合材料。

3)将氧化锆或碳化锆粉末加入前驱体中，混合均匀；得到混合液，然后将浸没编织物浸没在混合液中，充分浸渍复合；再在1000～1200℃下进行真空高温裂解，使其陶瓷化得到C/SiC-ZrC复合陶瓷烧蚀头粗坯；复合过程中加入质量分数为3％～8％氧化锆或碳化锆粉末使其充分混合裂解后得到含碳化锆的复合材料，在不影响材料优异力学性能的同时，有效增加复合材料的耐温性，C/SiC复合材料的耐温性仅有1700℃，而C/SiC-ZrC的耐温性可高达2200℃。

4)采用针刺方式对罩体织物进行仿形编织；得到罩体编织物；采用针刺织物不仅降低了织物编织成本，更有利于提高后期浸渍复合效率，减少生产周期。