本发明属于材料领域，具体涉及一种吸波/承载复合材料通气格栅结构及其成型方法。
背景技术：
1、船舶进气道能为船舶提供内部空气流通及为发动机系统提供充足的氧气，是每个船舶不可或缺的组成部分，由于隐身舰船具有航行环境及任务的特殊性，对舰船整体的电磁隐身性能有一定的要求，而大开口部位会具备强烈的腔内电磁散射，因此对船舶进气道的位置需要做出一定的电磁隐身设计。传统的通风口部位一般采用金属网作为处理方式，此方法不仅可以减少海洋中的垃圾及海草等进入通风口造成堵塞，而且金属网可阻止电磁波进入到进气道内部造成更大的腔内电磁散射而使电磁波绝大部分只形成镜面散射，然而这种处理方式难以满足现代舰船的隐身需求。
2、现有吸波材料主要应用在航空航天及船舶上，因此对吸波材料的力学性能及复杂环境的耐受性有着迫切的需求，一是现有吸波材料的研究大多都是在拓展其吸波性能及吸波带宽，因此研究吸波材料的力学性能及吸波性能兼容的需求是很有必要的；二是由于外形隐身技术解决不了的飞行器及船舶通风口位置的隐身性能同样是一项重点研究内容，而现有吸波材料一般上、下覆有蒙皮及二维吸波材料不能满足作为通风口的需求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决吸波材料力学性能与吸波性能不能兼顾且不能满足通风口部位电磁隐身需求的问题，而提出一种吸波/承载复合材料通气格栅结构及其成型方法。
2、本发明的目的通过如下技术方案来实现：
3、一种吸波/承载复合材料通气格栅结构，包括连接在一起的上部复合材料格栅部分和底部通气格栅部分；所述上部复合材料部分由低介电复合材料和作为功能层的短切玻璃纤维/短切碳纤维混合毡布构成的栅条嵌锁组装而成的四边形格栅结构；所述的底部通气格栅由具有电磁反射性质的金属板、碳纤维板进行切割出与上部格栅部分同等大小或成倍数关系的开孔构成。
4、进一步地，所述上部复合材料格栅部分和底部通气格栅部分粘接在一起。
5、一种吸波/承载复合材料通气格栅结构的成型方法，包括以下步骤：
6、步骤1：材料的预处理；
7、对短切碳纤维/短切玻璃纤维混合毡布根据所需图案进行切割，并在碳毡最外围切割出定位孔，将切割后的物料放置在无尘环境中备用；切割低介电常数纤维增强复合材料预浸料，放置在无尘环境中；
8、步骤2：复合材料层合板的制备；
9、按照多层板芯层铺层设计，对步骤1切割后的低介电常数纤维增强复合材料进行铺层；在所述多层板芯层的两侧铺贴步骤1切割后的短切碳纤维/短切玻璃纤维混合毡布，再在两侧的短切碳纤维/短切玻璃纤维混合毡布的最外层铺贴单层低介电常数纤维增强复合材料；得到复合材料层合板；
10、步骤3：多层板固化；
11、在步骤2得到的复合材料层合板上下表面放置两块钢板，然后采用热压罐或者真空辅助成型工艺固化；
12、步骤4：多层板的切割；
13、按设计图案对步骤3得到的多层板进行切割，形成单独的栅条；
14、步骤5：复合材料结构的芯子组装；
15、将步骤4制成的栅条进行嵌锁组装；
16、步骤6：底部通气栅板的制备；
17、按设计要求对底板进行切割制成通气栅板；
18、步骤7：组装底部格栅；
19、在复合材料结构芯子的下表面粘接在步骤6的通气栅板。
20、进一步地，所述步骤1中短切碳纤维/短切玻璃纤维混合毡布的短切碳纤维占比为2％～50％，其含量与格栅开口大小相关；单层厚度为0.02mm。
21、进一步地，所述步骤1中的低介电常数纤维增强复合材料为石英纤维复合材料、玻璃纤维复合材料，芳纶纤维复合材料；单层厚度为0.2mm。
22、进一步地，所述步骤2的制备方法具体为：
23、打开加热台设置温度，在加热台上铺贴若干层低介电常数纤维增强复合材料预浸料，进行预抽真空处理，将短切碳纤维/短切玻璃纤维混合毡布依照定位孔的位置放置在由亚克力材料切割出来的模具上，然后将处理好的单层低介电常数纤维增强复合材料预浸料铺贴至短切碳纤维/短切玻璃纤维混合毡布中心部位，上方接由与底部相同含量的短切碳纤维/短切玻璃纤维混合毡布依据定位孔进行铺贴，最后在最外层铺贴单层低介电常数纤维增强复合材料预浸料，裁剪掉周围多余的短切碳纤维/短切玻璃纤维混合毡布并进行抽真空处理，制备出未固化的层合板。
24、进一步地，所述步骤3中采用热压罐成型工艺固化多层板，是通过如下方式进行的：将铺贴好的层合板夹在两块平整的钢板中间，然后用透气毡将钢板完全包裹；将透气毡和钢板置于真空袋中，并用高温密封条对真空袋进行密封；用真空阀将真空袋与热压罐的真空压缩机连接，打开空气压缩机进行预抽，以此来检查真空袋的密封性能；在检查无误后关闭热压罐舱门，依次打开残压阀、保护销装置、离合器锁定装置，最后按下启动按钮。具体流程为：从室温以2℃/分钟的速度升至80℃，保持30分钟，期间保持压力为0.1mpa；以2℃/分钟的速度升至130℃，保持90分钟，此时压力保持在0.3mpa；以3℃/分钟的速度降温至室温，并释放压力，即完成全部的热压流程。
25、进一步地，所述步骤3中采用真空辅助成型工艺固化多层板，是通过如下方式进行的：先将多层板四周裹一层透气毡，放入到密封袋内，抽真空后把多层板放入到烘箱内或者加热台表面进行加热，加热参数为：80℃、0.1mpa的条件下保温30分钟，再升温至130℃，加压至0.3mpa保温90分钟，然后降温至室温，压力释放，完成固化过程。
26、进一步地，所述步骤6中的底板为金属板或是碳纤维板。
27、本发明的有益效果在于：
28、本发明将低介电增强纤维复合材料与短切碳毡材料相结合，采用直壁格栅结构的力学框架，设计并制备了一种吸波/承载复合材料通气格栅结构，该结构具有良好的吸波性能与力学性能，并能在复杂环境下长期服役，有望应用于船舶通风口等部位以解决其隐身问题。
29、本发明的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构，在纯纤维增强材料中间夹杂碳毡材料不仅使复合材料格栅结构拥有了电磁吸波的能力，并且保持了纤维增强复合材料原有的层间剪切性能，使其能够保证在恶劣环境中功能层不会发生提前分层等低级失效模式的发生。
1.一种吸波/承载复合材料通气格栅结构，其特征在于：包括连接在一起的上部复合材料格栅部分和底部通气格栅部分；所述上部复合材料部分由低介电复合材料和作为功能层的短切玻璃纤维/短切碳纤维混合毡布构成的栅条嵌锁组装而成的四边形格栅结构；所述的底部通气格栅由具有电磁反射性质的金属板、碳纤维板进行切割出与上部格栅部分同等大小或成倍数关系的开孔构成。
2.根据权利要求1所述的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构，其特征在于：所述上部复合材料格栅部分和底部通气格栅部分粘接在一起。
3.根据权利要求1和2任意一项所述的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据步骤3所述的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构的成型方法，其特征在于：所述步骤1中短切碳纤维/短切玻璃纤维混合毡布的短切碳纤维占比为2％～50％，其含量与格栅开口大小相关；单层厚度为0.02mm。
5.根据步骤3所述的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构的成型方法，其特征在于：所述步骤1中的低介电常数纤维增强复合材料为石英纤维复合材料、玻璃纤维复合材料，芳纶纤维复合材料；单层厚度为0.2mm。
6.根据步骤3所述的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构的成型方法，其特征在于：所述步骤2的制备方法具体为：
7.根据步骤3所述的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构的成型方法，其特征在于：所述步骤3中采用热压罐成型工艺固化多层板，是通过如下方式进行的：将铺贴好的层合板夹在两块平整的钢板中间，然后用透气毡将钢板完全包裹；将透气毡和钢板置于真空袋中，并用高温密封条对真空袋进行密封；用真空阀将真空袋与热压罐的真空压缩机连接，打开空气压缩机进行预抽，以此来检查真空袋的密封性能；在检查无误后关闭热压罐舱门，依次打开残压阀、保护销装置、离合器锁定装置，最后按下启动按钮。
8.根据步骤7所述的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构的成型方法，其特征在于：具体流程为：从室温以2℃/分钟的速度升至80℃，保持30分钟，期间保持压力为0.1mpa；以2℃/分钟的速度升至130℃，保持90分钟，此时压力保持在0.3mpa；以3℃/分钟的速度降温至室温，并释放压力，即完成全部的热压流程。
9.根据步骤3所述的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构的成型方法，其特征在于：所述步骤3中采用真空辅助成型工艺固化多层板，是通过如下方式进行的：先将多层板四周裹一层透气毡，放入到密封袋内，抽真空后把多层板放入到烘箱内或者加热台表面进行加热，加热参数为：80℃、0.1mpa的条件下保温30分钟，再升温至130℃，加压至0.3mpa保温90分钟，然后降温至室温，压力释放，完成固化过程。
10.根据步骤3所述的一种吸波/承载复合材料通气格栅结构的成型方法，其特征在于：所述步骤6中的底板为金属板或是碳纤维板。
