[发明专利]一种超表面馈能的复合材料构件损伤外场微波快速修补方法

权利要求书

1.一种超表面馈能的复合材料构件损伤外场微波快速修补方法，其特征是：在复合材料待修补面上放置电磁超表面构件，并与开口的微波辐射器共同组成微波谐振腔体；按待修补材料特性设计修补工艺，在高频微波电磁场的激励下，激发超表面-复合材料体系发生电磁耦合效应，使得复合材料直接吸收微波能量，从而快速固化修补。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的电磁超表面构件是一种通过控制波前相位、振幅以及偏振进行波束调控的结构，所述结构由亚波长金属单元和介质层组成，通过表面单元结构设计，使得超表面-复合材实体系的磁导率与介电常数发生改变，进而达到与空气介质之间的阻抗匹配。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的修补工艺首先利用微波快速加热复合材料至推荐固化温度以上10℃～15℃保温1分钟，然后降低至推荐固化温度±5℃范围内，并保持该温度直至固化结束。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的微波谐振腔腔体为能自适应调整的腔体；复合材料修补面与开口谐振腔之间安装有柔性材料进行过渡，保证谐振腔与复合材料构件之间贴合的要求，并通过高微波反射率材料对复合材料与微波谐振腔的接缝处进行密封防泄漏处理。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：它包括以下具体步骤：

步骤1：对纤维增强复合材料受损区域进行探测，并对待修补区域进行切割处理，将修补片与损伤区域进行固定，使得修补片能与待修补表面紧密贴合；

步骤2：将复合材料固化用的辅助材料、电磁超表面构件及真空袋按顺序铺放在待修补零件的表面，并固定；然后抽真空，使真空袋内产生一个能压实复合材料修补件的待修补面的负压。；

步骤3：在真空袋的表面铺放温度传感器，实时读取修补表面的温度数据，并根据所设计的固化工艺曲线实时调整输入的微波能量，调控温度；

步骤4：微波辐射器与复合材料修补面之间采用柔性耐高温材料进行过渡接触，将复合材料待修补面作为微波谐振腔腔体的一部分；完成微波辐射器与复合材料表面之间的固定后，利用高微波反射率材料对谐振腔与复合材实的接缝处进行防泄漏密封处理，完成整体设备的搭建工作；

步骤5：使用设计好的修补工艺对复材构件待修补面进行加热固化，实现复材构件在外场环境下的微波快速原位修补。