本发明属于航空装备设计及制造领域，具体涉及一种具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板及其制备方法。
背景技术：
1、作为一种在新一代航空装备中发挥重要承载-隐身一体化作用的典型结构，吸波层合板经常遭受气动载荷、气动热等恶劣环境，进而导致结构损伤和电性能退化，严重降低新一代航空装备在复杂电磁环境中的生存能力。因此，如何通过成分、结构和工艺设计，实现优异电性能损伤容限和角度容限，是航空装备设计及制造领域面临的重大课题。
2、针对上述问题，当前研究者的解决方案是通过力学性能设计使层合结构具备抵抗外部损伤的能力，降低出现损伤的概率，进而提高损伤容限。例如ahmed等人总结了适用于天然纤维复合材料的损伤容限和抗冲击性能的新型改进技术；plocher等人总结了复合材料损伤容限的设计策略和损伤演化机制；selver等人提出了一种束内微包裹工艺，通过纤维缓冲和束内裂纹分散机制提高冲击损伤容限；mencattelli等人通过激光切割引入了层间不连续性，以提高冲击损伤容限，从而增强能量耗散能力；raney等人使用具有增强损伤容限的旋转3d打印方法制造了由具有可编程定义纤维排列的体积元件组成的碳纤维-环氧树脂复合材料。然而，现有的文献和专利中均少有提及在材料损伤后如何抑制电性能退化。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板及其制备方法。
2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
3、一种具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板，所述吸波层合板从上至下的铺层依次为第一磁性预浸料层、第一石英纤维预浸料层、第二磁性预浸料层、第二石英纤维预浸料层、第一磁性树脂膜层、第三磁性预浸料层、第二磁性树脂膜层；所述第一磁性树脂膜层、第二磁性树脂膜层均是由磁性树脂浆料涂覆到载体上而成，所述磁性树脂浆料是由吸收剂和树脂混合而成，所述吸收剂包括feco合金粉、导电炭黑、羰基铁和铁氧体中的一种或多种；所述第一磁性预浸料层、第二磁性预浸料层、第三磁性预浸料层均是由磁性树脂膜铺贴到石英纤维布的上下表面获得，所述磁性树脂膜是由磁性树脂浆料涂覆到载体上而成。
4、上述的吸波层合板，优选的，所述第一磁性预浸料层的厚度为0.3mm～0.4mm，所述第一石英纤维预浸料层的厚度为0.1mm～0.2mm，所述第二磁性预浸料层的厚度为0.3mm～0.4mm，所述第二石英纤维预浸料层的厚度为0.3mm～0.4mm，所述第一磁性树脂膜层的厚度为0.5mm～0.6mm，所述第三磁性预浸料层的厚度为3mm～3.1mm，所述第二磁性树脂膜层的厚度为0.2mm～0.3mm。
5、上述的吸波层合板，优选的，所述磁性树脂浆料中吸收剂的质量分数为40％～70％，所述吸收剂的颗粒尺寸为30μm～100μm，所述树脂包括环氧树脂、双马树脂、氰酸酯和聚酰亚胺树脂中的一种或多种，所述载体为离型纸。
6、上述的吸波层合板，优选的，所述石英纤维布由纤维束构成，所述纤维束的直径为1.5mm～2.5mm，所述纤维束与纤维束之间的束间孔的尺寸为500μm～800μm，所述纤维束的单根石英纤维直径为10μm～15μm；所述石英纤维布的厚度为0.15mm。
7、上述的吸波层合板，优选的，在6ghz～18ghz频段内，所述吸波层合板的损伤面积占比≤20％时，反射损耗＜-10db。
8、作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板的制备方法，包括以下步骤：
9、(1)磁性树脂浆料的制备：将吸收剂和树脂混合，得到磁性树脂浆料；
10、(2)磁性树脂膜的制备：将步骤(1)得到的磁性树脂浆料按照预设厚度涂覆于载体上，经预处理，得到第一磁性树脂膜、第二磁性树脂膜、第三磁性树脂膜；
11、(3)磁性预浸料的制备：将步骤(2)得到的第三磁性树脂膜铺贴到石英纤维布的上下表面，得到带有磁性树脂膜的石英纤维布，将多片带有磁性树脂膜的石英纤维布叠放成预设厚度，利用真空袋-热压罐工艺进行处理，得到第一磁性预浸料、第二磁性预浸料、第三磁性预浸料；
12、(4)铺层设计：从上至下依次铺放第一磁性预浸料、第一石英纤维预浸料、第二磁性预浸料、第二石英纤维预浸料、第一磁性树脂膜、第三磁性预浸料、第二磁性树脂膜，得到铺层结构；
13、(5)层合板的制备：将步骤(4)得到的铺层结构进行固化处理，形成从上至下的铺层依次为第一磁性预浸料层、第一石英纤维预浸料层、第二磁性预浸料层、第二石英纤维预浸料层、第一磁性树脂膜层、第三磁性预浸料层、第二磁性树脂膜层的结构，得到具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板。
14、上述的制备方法，优选的，步骤(5)中，所述固化处理的具体过程为：在100℃～150℃保温20min～40min，在220℃～250℃保温10min～30min，在300℃～340℃保温10min～30min，在370℃保温2h～3h，随后以1.5℃/min～3℃/min的降温速率冷却至室温；所述固化处理是利用真空袋-热压罐工艺进行固化处理。
15、上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，所述混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为1000r/min～2000r/min。
16、上述的制备方法，优选的，步骤(2)中，所述第三磁性树脂膜的厚度为60μm～120μm，所述预处理的温度为60℃～120℃，所述预处理的时间为10min～25min。
17、上述的制备方法，优选的，步骤(3)中，所述真空袋-热压罐工艺的压力为0.3mpa～0.6mpa、温度为120℃～260℃、时间≤2h。
18、与现有技术相比，本发明的优点在于：
19、本发明提供了一种具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板，相比传统的通过力学性能设计提升损伤容限的思路，本发明通过“梯度吸-透-吸铺层”的结构设计，抑制了吸波层合板损伤后的电性能退化，并首次实现在6ghz～18ghz频段内吸波层合板的损伤面积为20％时对电磁波能量的有效吸收(即反射损耗＜-10db)，这对于提高航空装备在复杂电磁环境中的生存能力具有重要意义。
1.一种具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板，其特征在于，所述吸波层合板从上至下的铺层依次为第一磁性预浸料层、第一石英纤维预浸料层、第二磁性预浸料层、第二石英纤维预浸料层、第一磁性树脂膜层、第三磁性预浸料层、第二磁性树脂膜层；所述第一磁性树脂膜层、第二磁性树脂膜层均是由磁性树脂浆料涂覆到载体上而成，所述磁性树脂浆料是由吸收剂和树脂混合而成，所述吸收剂包括feco合金粉、导电炭黑、羰基铁和铁氧体中的一种或多种；所述第一磁性预浸料层、第二磁性预浸料层、第三磁性预浸料层均是由磁性树脂膜铺贴到石英纤维布的上下表面获得，所述磁性树脂膜是由磁性树脂浆料涂覆到载体上而成。
2.根据权利要求1所述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板，其特征在于，所述第一磁性预浸料层的厚度为0.3mm～0.4mm，所述第一石英纤维预浸料层的厚度为0.1mm～0.2mm，所述第二磁性预浸料层的厚度为0.3mm～0.4mm，所述第二石英纤维预浸料层的厚度为0.3mm～0.4mm，所述第一磁性树脂膜层的厚度为0.5mm～0.6mm，所述第三磁性预浸料层的厚度为3mm～3.1mm，所述第二磁性树脂膜层的厚度为0.2mm～0.3mm。
3.根据权利要求2所述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板，其特征在于，所述磁性树脂浆料中吸收剂的质量分数为40％～70％，所述吸收剂的颗粒尺寸为30μm～100μm，所述树脂包括环氧树脂、双马树脂、氰酸酯和聚酰亚胺树脂中的一种或多种，所述载体为离型纸。
4.根据权利要求3所述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板，其特征在于，所述石英纤维布由纤维束构成，所述纤维束的直径为1.5mm～2.5mm，所述纤维束与纤维束之间的束间孔的尺寸为500μm～800μm，所述纤维束的单根石英纤维直径为10μm～15μm；所述石英纤维布的厚度为0.15mm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板，其特征在于，在6ghz～18ghz频段内，所述吸波层合板的损伤面积占比≤20％时，反射损耗＜-10db。
6.一种如权利要求1～5中任一项所述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述固化处理的具体过程为：在100℃～150℃保温20min～40min，在220℃～250℃保温10min～30min，在300℃～340℃保温10min～30min，在370℃保温2h～3h，随后以1.5℃/min～3℃/min的降温速率冷却至室温；所述固化处理是利用真空袋-热压罐工艺进行固化处理。
8.根据权利要求6或7所述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为1000r/min～2000r/min。
9.根据权利要求6或7所述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第三磁性树脂膜的厚度为60μm～120μm，所述预处理的温度为60℃～120℃，所述预处理的时间为10min～25min。
10.根据权利要求6或7所述的具备电性能损伤容限和角度容限的吸波层合板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述真空袋-热压罐工艺的压力为0.3mpa～0.6mpa、温度为120℃～260℃、时间≤2h。
