本發(fā)明屬于功能蜂窩制造技術(shù)，涉及一種電磁屏蔽蜂窩芯材、其制備方法及植入工裝。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，航空技術(shù)裝備的自動(dòng)化和電子化水平突飛猛進(jìn)。隨之而來產(chǎn)生了一些列的問題，其中無線電信號(hào)與日俱增，電磁頻譜日益密級(jí)，電磁功率密度急劇增加。為了保障人體安全，保障眾多機(jī)載航空設(shè)備能夠克服外部惡劣電磁環(huán)境正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及防火防爆等，要求采用電磁屏蔽材料。傳統(tǒng)的電磁屏蔽材料如金屬材料，雖具有良好的電磁屏蔽效能，但由于自身重量大，無法適應(yīng)目前飛行器輕量級(jí)的設(shè)計(jì)要求。高分子材料雖具有力學(xué)性能好、重量小等特點(diǎn)，但由于自身射頻阻抗大，導(dǎo)電性能差，給飛機(jī)電磁兼容性設(shè)計(jì)帶來很多麻煩。

蜂窩具有較高的比強(qiáng)度、比剛度以及相對(duì)密度較低等優(yōu)點(diǎn)，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性強(qiáng)，加工成型簡(jiǎn)單，已被越來越廣泛的應(yīng)用在航空航天以及軌道交通等領(lǐng)域?？紤]到蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)在飛機(jī)艙內(nèi)主體結(jié)構(gòu)中的大面積使用，合理的開發(fā)具有電磁屏蔽功能的蜂窩芯材，可以有效保護(hù)航空飛行艙內(nèi)精密儀器及乘坐人員免受電磁干擾，實(shí)現(xiàn)航空芯材的結(jié)構(gòu)、功能一體化設(shè)計(jì)，整體提高蜂窩芯材的空間利用率，從而實(shí)現(xiàn)芯材材料智能輕量化設(shè)計(jì)與功能集成式整合性應(yīng)用目的。

中國(guó)發(fā)明專利cn103737988a提出了一種基于碳纖維紙的蜂窩芯及其制備方法，碳纖維紙中含有50％～85％重量份的碳纖維，采用該材料制備的蜂窩芯具有良好的導(dǎo)電功能，可以作為電磁屏蔽蜂窩材料。但由于碳纖維紙抗剪強(qiáng)度較低，易折斷；由該紙制備的蜂窩在承受動(dòng)載荷局部沖擊時(shí)性能較差，無法滿足航空航天的使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提出一種電磁屏蔽蜂窩芯材、其制備方法及植入工裝，在使蜂窩具有良好電磁屏蔽性能的基礎(chǔ)上，避免了改用碳纖維紙帶來的蜂窩力學(xué)性能的下降。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種電磁屏蔽蜂窩芯材，包括蜂窩基體，其特征在于：在每個(gè)蜂窩單元1的腔體內(nèi)有1層至5層平行的電磁屏蔽隔膜2，電磁屏蔽隔膜2與蜂窩的上端面平行。

一種電磁屏蔽蜂窩芯材的制備方法，在每個(gè)蜂窩單元1的腔體內(nèi)植入1層至5層電磁屏蔽隔膜2，其特征在于，向蜂窩單元1的腔體內(nèi)植入電磁屏蔽隔膜2的步驟如下：

1、選擇蜂窩基體：蜂窩基體為鋁蜂窩或者不銹鋼蜂窩，蜂窩的深度h＝10mm～500mm，蜂窩單元1的邊長(zhǎng)l1＝2mm～8mm；

2、制造電磁屏蔽隔膜毛坯：

2.1、制造電磁屏蔽涂料：將屏蔽材料與粘合劑混合制成具有電磁屏蔽功能的涂料，屏蔽材料的重量占涂料重量的15％～70％，所配制的功能涂料的粘度要求為2000mpa.s～10000mpa.s。屏蔽材料為炭黑、石墨烯、銀粉、銅粉或鎳粉，粘合劑為液體環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、雙馬樹脂或酚醛樹脂；

2.2、在坯布上印制電磁屏蔽涂料圖形：

通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在坯布上印制出電磁屏蔽涂料圖形，電磁屏蔽涂料圖形的形狀是與蜂窩單元1的截面相同的正六邊形，相鄰兩個(gè)電磁屏蔽涂料圖形之間的間距d＝3l1～6l1，間距d是相鄰兩個(gè)電磁屏蔽涂料圖形中心點(diǎn)之間的距離；所述的坯布是玻璃纖維布、聚酯纖維布或芳綸纖維布；印刷后進(jìn)行固化，固化溫度根據(jù)粘合劑的常規(guī)工藝進(jìn)行；

2.3、在坯布上印制膠層：通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在坯布上、電磁屏蔽涂料圖形之間的位置附著一層膠層，膠層是液體膠層或者膠膜，液體膠層的粘度為1000mpa.s～5000mpa.s，膠膜的厚度t＝0.02mm～0.1mm；液體膠為環(huán)氧膠、聚氨酯膠或丙烯酸樹脂膠；膠膜為環(huán)氧膠膜；

2.4、裁片：將坯布裁切成正方形，每個(gè)正方形中心有一個(gè)電磁屏蔽涂料圖形，形成電磁屏蔽隔膜毛坯；

3、植入電磁屏蔽隔膜毛坯：采用植入工裝將電磁屏蔽隔膜植入每個(gè)蜂窩單元的腔體內(nèi)，植入的深度為蜂窩深度的5％～95％，停留1s～3s后將植入工裝拔出，相鄰兩層電磁屏蔽隔膜的間距不小于5mm；植入層數(shù)為1層～5層。

用于植入電磁屏蔽隔膜毛坯的植入工裝，其特征在于：它由上部的手柄5和下部的植入棒4連接組成，植入棒4是正六棱柱，正六棱柱的邊長(zhǎng)比蜂窩單元1的邊長(zhǎng)0.5mm～1mm，植入棒4的長(zhǎng)度等于電磁屏蔽隔膜2毛坯的植入深度；手柄5為圓柱體或正六棱柱，手柄5的外徑或者外接圓直徑大于蜂窩單元1的外接圓直徑。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：提出了一種電磁屏蔽蜂窩芯材、其制備方法及植入工裝，在保持蜂窩良好電磁屏蔽性能的前提下，避免了傳統(tǒng)制備方法造成的蜂窩重量大大增加的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是植入工裝示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1、2，一種電磁屏蔽蜂窩芯材，包括蜂窩基體，其特征在于：在每個(gè)蜂窩單元1的腔體內(nèi)有1層至5層平行的電磁屏蔽隔膜2，電磁屏蔽隔膜2與蜂窩的上端面平行。

一種電磁屏蔽蜂窩芯材的制備方法，在每個(gè)蜂窩單元1的腔體內(nèi)植入1層至5層電磁屏蔽隔膜2，其特征在于，向蜂窩單元1的腔體內(nèi)植入電磁屏蔽隔膜2的步驟如下：

1、選擇蜂窩基體：蜂窩基體為鋁蜂窩或者不銹鋼蜂窩，蜂窩的深度h＝10mm～500mm，蜂窩單元1的邊長(zhǎng)l1＝2mm～8mm；

2、制造電磁屏蔽隔膜毛坯：

2.1、制造電磁屏蔽涂料：將屏蔽材料與粘合劑混合制成具有電磁屏蔽功能的涂料，屏蔽材料的重量占涂料重量的15％～70％，所配制的功能涂料的粘度要求為2000mpa.s～10000mpa.s。屏蔽材料為炭黑、石墨烯、銀粉、銅粉或鎳粉，粘合劑為液體環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、雙馬樹脂或酚醛樹脂；

2.2、在坯布上印制電磁屏蔽涂料圖形：

通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在坯布上印制出電磁屏蔽涂料圖形，電磁屏蔽涂料圖形的形狀是與蜂窩單元1的截面相同的正六邊形，相鄰兩個(gè)電磁屏蔽涂料圖形之間的間距d＝3l1～6l1，間距d是相鄰兩個(gè)電磁屏蔽涂料圖形中心點(diǎn)之間的距離；所述的坯布是玻璃纖維布、聚酯纖維布或芳綸纖維布；印刷后進(jìn)行固化，固化溫度根據(jù)粘合劑的常規(guī)工藝進(jìn)行；

2.3、在坯布上印制膠層：通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在坯布上、電磁屏蔽涂料圖形之間的位置附著一層膠層，膠層是液體膠層或者膠膜，液體膠層的粘度為1000mpa.s～5000mpa.s，膠膜的厚度t＝0.02mm～0.1mm；液體膠為環(huán)氧膠、聚氨酯膠或丙烯酸樹脂膠；膠膜為環(huán)氧膠膜；

2.4、裁片：將坯布裁切成正方形，每個(gè)正方形中心有一個(gè)電磁屏蔽涂料圖形，形成電磁屏蔽隔膜毛坯；

3、植入電磁屏蔽隔膜毛坯：采用植入工裝將電磁屏蔽隔膜植入每個(gè)蜂窩單元的腔體內(nèi)，植入的深度為蜂窩深度的5％～95％，停留1s～3s后將植入工裝拔出，相鄰兩層電磁屏蔽隔膜的間距不小于5mm；植入層數(shù)為1層～5層。

用于植入電磁屏蔽隔膜毛坯的植入工裝，其特征在于：它由上部的手柄5和下部的植入棒4連接組成，植入棒4是正六棱柱，正六棱柱的邊長(zhǎng)比蜂窩單元1的邊長(zhǎng)0.5mm～1mm，植入棒4的長(zhǎng)度等于電磁屏蔽隔膜2毛坯的植入深度；手柄5為圓柱體或正六棱柱，手柄5的外徑或者外接圓直徑大于蜂窩單元1的外接圓直徑。

本發(fā)明的工作原理是：本發(fā)明采用離位復(fù)合的方式，首先制備出具有電磁屏蔽的隔膜，然后通過專用工裝將具有電磁屏蔽的隔膜植入到蜂窩孔格的一定高度處，并使隔膜與蜂窩壁牢固連接，使蜂窩芯材具備電磁屏蔽功能。而且可以通過設(shè)計(jì)隔膜的植入層數(shù)來達(dá)到預(yù)定的效果。

實(shí)施例1

1、選擇中航復(fù)材生產(chǎn)的牌號(hào)為lf2y-5-0.06-49的鋁蜂窩，加工30mm厚、孔格為5mm的芳綸紙蜂窩一張，備用；

2、確定最上層電磁屏蔽隔膜的位置：準(zhǔn)備植入單層電磁屏蔽隔膜，位置為15mm,在蜂窩基體的外表面15mm位置處做出標(biāo)記；

3、選擇北京航空材料研究院生產(chǎn)的sy-24c環(huán)氧樹脂，按照100g膠膜兌500ml丙酮的比例制備環(huán)氧樹脂溶液，將蜂窩基體浸入膠黏劑溶液中浸泡5min后撈出，將蜂窩放置在通風(fēng)處晾置20min，待溶劑揮發(fā)后備用；

4、制造電磁屏蔽隔膜毛坯：

4.1、制造電磁屏蔽涂料：將銀粉、鎳粉、e-51環(huán)氧樹脂、三乙烯四胺(環(huán)氧固化劑)以15:15:65:5的比例混合，制備出電磁屏蔽涂料；

4.2、在坯布上印制電磁屏蔽涂料圖形：

通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在sw110玻璃纖維布上印制出正六邊形的電磁屏蔽涂料圖形，相鄰兩個(gè)電磁屏蔽涂料圖形之間的間距為18mm，印刷后經(jīng)過50℃/2h固化；

4.3、在坯布上印制膠層：通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在坯布上、電磁屏蔽涂料圖形之間的位置附著一層膠層，膠層采用sy-37環(huán)氧膠，膠膜的厚度t2＝0.05mm～0.1mm；

4.4、裁片：將坯布裁切成邊長(zhǎng)為18mm的正方形，每個(gè)正方形中心有一個(gè)電磁屏蔽涂料圖形，形成電磁屏蔽隔膜；

5、植入電磁屏蔽隔膜：

采用植入工裝將電磁屏蔽隔膜植入每個(gè)蜂窩單元的腔體內(nèi)15mm高度處，停留2s后將植入工裝拔出。

實(shí)施例2

1、選擇中航復(fù)材生產(chǎn)的牌號(hào)為lf2y-5-0.06-49的蜂窩，加工30mm厚、孔格為5mm的鋁蜂窩一張，備用；

2、確定最上層電磁屏蔽隔膜的位置：準(zhǔn)備植入單層電磁屏蔽隔膜，位置為10mm,在蜂窩基體的外表面10mm位置處做出標(biāo)記；

3、選擇黑龍江石化研究院生產(chǎn)的j-95環(huán)氧樹脂，按照100g膠膜兌500ml丙酮的比例制備環(huán)氧樹脂溶液，將蜂窩基體浸入膠黏劑溶液中浸泡5min后撈出，將蜂窩放置在通風(fēng)處晾置20min，待溶劑揮發(fā)后備用；

4、制造電磁屏蔽隔膜毛坯：

4.1、制造電磁屏蔽涂料：將石墨烯、炭黑、e-51環(huán)氧樹脂、三乙烯四胺(環(huán)氧固化劑)以10:13:70:7的比例混合，制備出電磁屏蔽涂料；

4.2、在坯布上印制電磁屏蔽涂料圖形：

通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在sw110玻璃纖維布上印制出正六邊形的電磁屏蔽涂料圖形，相鄰兩個(gè)電磁屏蔽涂料圖形之間的間距為18mm，印刷后經(jīng)過50℃/2h固化；

4.3、在坯布上印制膠層：通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在坯布上、電磁屏蔽涂料圖形之間的位置附著一層膠層，膠層采用sy-37環(huán)氧膠，膠膜的厚度t2＝0.05mm～0.1mm；

4.4、裁片：將坯布裁切成邊長(zhǎng)為18mm的正方形，每個(gè)正方形中心有一個(gè)電磁屏蔽涂料圖形，形成電磁屏蔽隔膜；

5、植入電磁屏蔽隔膜：

采用植入工裝將電磁屏蔽隔膜植入每個(gè)蜂窩單元的腔體內(nèi)10mm高度處，停留2s后將植入工裝拔出。

實(shí)施例3

1、選擇常州市中一蜂窩制品有限公司生產(chǎn)的孔徑為3.2mm、厚度為30mm的不銹鋼蜂窩，備用；

2、確定最上層電磁屏蔽隔膜2的位置：準(zhǔn)備植入單層電磁屏蔽隔膜，位置為15mm,在蜂窩基體的外表面15mm位置處做出標(biāo)記；

3、選擇日本住友生產(chǎn)的pr-43204酚醛樹脂，將樹脂固含量調(diào)整到50％，將蜂窩基體浸入膠黏劑溶液中浸泡5min后撈出，將蜂窩放置在通風(fēng)處晾置20min，待溶劑揮發(fā)后備用；

4、制造電磁屏蔽隔膜毛坯：

4.1、制造電磁屏蔽涂料：將石墨烯、炭黑、e-51環(huán)氧樹脂、三乙烯四胺(環(huán)氧固化劑)以8:15:70:7的比例混合，制備出電磁屏蔽涂料；

4.2、在坯布上印制電磁屏蔽涂料圖形：

通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在滌綸布上印制出正六邊形的電磁屏蔽涂料圖形，相鄰兩個(gè)電磁屏蔽涂料圖形之間的間距為16mm，印刷后經(jīng)過50℃/2h固化；

4.3、在坯布上印制膠層：通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在坯布上、電磁屏蔽涂料圖形之間的位置附著一層膠膜，膠膜采用航材院生產(chǎn)的sy-24環(huán)氧膠膜；

4.4、裁片：將坯布裁切成邊長(zhǎng)為16mm的正方形，每個(gè)正方形中心有一個(gè)電磁屏蔽涂料圖形，形成電磁屏蔽隔膜；

5、植入電磁屏蔽隔膜：

采用植入工裝將電磁屏蔽隔膜植入每個(gè)蜂窩單元的腔體內(nèi)10mm高度處，停留2s后將植入工裝拔出。

實(shí)施例4

1、選擇中航復(fù)材生產(chǎn)的牌號(hào)為lf2y-4-0.04-39的鋁蜂窩，加工40mm厚、孔格為4mm的鋁蜂窩一張，備用；

2、確定最上層電磁屏蔽隔膜的位置：準(zhǔn)備植入單層電磁屏蔽隔膜，位置為20mm,在蜂窩基體的外表面20mm位置處做出標(biāo)記；

3、選擇日本住友生產(chǎn)的pr-43204酚醛樹脂，將樹脂固含量調(diào)整到50％，將蜂窩基體浸入膠黏劑溶液中浸泡5min后撈出，將蜂窩放置在通風(fēng)處晾置20min，待溶劑揮發(fā)后備用；

4、制造電磁屏蔽隔膜毛坯：

4.1、制造電磁屏蔽涂料：將石墨烯、銀粉、不飽和聚酯(亞仕蘭240或帝斯曼8175)以5:30:65的比例混合，制備出電磁屏蔽涂料；

4.2、在坯布上印制電磁屏蔽涂料圖形：

通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在滌綸布上印制出正六邊形的電磁屏蔽涂料圖形，相鄰兩個(gè)電磁屏蔽涂料圖形之間的間距為16mm，印刷后經(jīng)過50℃/2h固化；

4.3、在坯布上印制膠層：通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在坯布上、電磁屏蔽涂料圖形之間的位置附著一層膠膜，膠膜采用上海方行粘合劑有限公司生產(chǎn)的聚氨酯膠；

4.4、裁片：將坯布裁切成邊長(zhǎng)為16mm的正方形，每個(gè)正方形中心有一個(gè)電磁屏蔽涂料圖形，形成電磁屏蔽隔膜；

5、植入電磁屏蔽隔膜：

采用植入工裝將電磁屏蔽隔膜植入每個(gè)蜂窩單元的腔體內(nèi)25mm高度處，停留2s后將植入工裝拔出。

實(shí)施例5

1、選擇常州市中一蜂窩制品有限公司生產(chǎn)的孔徑為4mm、厚度為50mm的不銹鋼蜂窩一張，備用；

2、確定最上層電磁屏蔽隔膜2的位置：準(zhǔn)備植入單層電磁屏蔽隔膜，位置為30mm,在蜂窩基體的外表面30mm位置處做出標(biāo)記；

3、選擇日本住友生產(chǎn)的pr-43204酚醛樹脂，將樹脂固含量調(diào)整到50％，將蜂窩基體浸入膠黏劑溶液中浸泡5min后撈出，將蜂窩放置在通風(fēng)處晾置20min，待溶劑揮發(fā)后備用；

4、制造電磁屏蔽隔膜毛坯：

4.1、制造電磁屏蔽涂料：將炭黑、銀粉、不飽和聚酯(亞仕蘭240或帝斯曼8175)以10:15:75的比例混合，制備出電磁屏蔽涂料；

4.2、在坯布上印制電磁屏蔽涂料圖形：

通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在滌綸布上印制出正六邊形的電磁屏蔽涂料圖形，相鄰兩個(gè)電磁屏蔽涂料圖形之間的間距為16mm，印刷后經(jīng)過50℃/2h固化；

4.3、在坯布上印制膠層：通過轉(zhuǎn)移印刷的方式在坯布上、電磁屏蔽涂料圖形之間的位置附著一層膠膜，膠膜采用上海方行粘合劑有限公司生產(chǎn)的聚氨酯膠；

4.4、裁片：將坯布裁切成邊長(zhǎng)為16mm的正方形，每個(gè)正方形中心有一個(gè)電磁屏蔽涂料圖形，形成電磁屏蔽隔膜；

5、植入電磁屏蔽隔膜：

采用植入工裝將電磁屏蔽隔膜植入每個(gè)蜂窩單元的腔體內(nèi)15mm高度處，停留2s后將植入工裝拔出。

6、重復(fù)步驟4-5，在蜂窩單元的腔體內(nèi)30mm高度處，植入第二層電磁屏蔽隔膜。