吸濕對PMI泡沫夾層結構復合材料力學性能和介電性能的影響*

邊佳燕，劉 鈞，鮑 錚，周遠明

(國防科技大學空天科學學院, 湖南 長沙 410073)

引 言

雷達天線罩是使天線系統免受外界因素影響又保持其各項性能的結構物[1]，需具有優異的透波性能[2]和較好的力學性能[3]。PMI泡沫夾層結構復合材料符合雷達天線罩的各項性能要求[4-5]，是一種典型的雷達天線罩材料體系，在多種直升機、偵察船上得到較好的應用。雷達天線罩的服役環境較為惡劣，天線罩容易受到濕熱環境的影響，會出現吸濕現象，致使其力學性能[6-7]和透波性能[8]發生變化，在一定程度上影響了它的使用。因此吸濕性能是PMI泡沫夾層結構復合材料的重要性能之一。

在PMI泡沫夾層結構復合材料中，PMI泡沫芯材、樹脂基體、增強材料的吸濕率依次減小[9-10]，導致吸濕過程中體積膨脹不匹配，材料內部產生內應力，出現纖維/基體界面和面板/芯材界面脫粘、裂紋擴展、缺陷增加等現象[11-12]，致使材料力學性能下降。同時有研究表明，吸濕后材料的透波性能有所下降[13]，表現為介電常數和介電損耗因子增加[14]，且吸濕對介電損耗因子的影響大于對介電常數的影響。

本文系統研究了在多種吸濕環境中石英纖維增強環氧樹脂復合材料面板/PMI泡沫夾層結構復合材料力學性能、透波性能的變化規律，總結了溫度和濕度對PMI泡沫夾層結構復合材料各項性能的影響規律。

1 實驗

1.1 實驗材料和試樣制備

實驗材料包括由湖北菲利華股份有限公司生產的石英玻璃纖維平紋織物(增強材料)、由香港惠利有限公司生產的LT-5089環氧樹脂(樹脂基體)以及由德國德固賽公司生產的密度為75 kg/m3的PMI泡沫芯材。……