[發明專利]基于頻率選擇表面的耐高溫雷達與紅外兼容隱身材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610332821.4
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN106003864B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 劉海韜;田浩;黃文質;程海峰;周永江
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B32B5/02
• 分類號: B32B5/02;B32B5/06;B32B5/26;B32B33/00;B32B37/02;B32B38/14;B23K26/362;C23C14/35;C23C14/14
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙)43213
• 代理人: 楊斌

1.一種基于頻率選擇表面的耐高溫雷達與紅外兼容隱身材料的制備方法，其特征在于，所述雷達與紅外兼容隱身材料為層狀結構，由內至外依次包括介質層Ⅰ、電阻層、介質層Ⅱ和頻率選擇表面層，其中介質層Ⅰ和介質層Ⅱ的材料為氧化物纖維增強氧化物基復合材料，所述電阻層主要由耐高溫電阻涂層組成，所述頻率選擇表面層主要由呈周期性圖案的耐高溫、抗氧化、低紅外發射率的金屬鍍層組成；所述氧化物纖維增強氧化物基復合材料包括連續石英纖維增強氧化物基復合材料、連續鋁硅酸鹽纖維增強氧化物基復合材料、連續莫來石纖維增強氧化物基復合材料或連續氧化鋁纖維增強氧化物基復合材料；該雷達與紅外兼容隱身材料的制備方法包括以下步驟：

(1)制備介質層I；

(2)采用絲網印刷工藝，將用于制備所述耐高溫電阻涂層的涂料印制在步驟(1)制備的介質層I上，經干燥和燒結處理后，在介質層I上得到電阻層；

(3)將用于制備介質層Ⅱ的纖維織物鋪在步驟(2)制備的電阻層上，以縫合的方式將其和電阻層、介質層I縫合在一起后進行反復致密化，便在電阻層上得到介質層Ⅱ；

(4)在步驟(3)制備的介質層Ⅱ上，采用物理沉積工藝制備所述的金屬鍍膜，再采用激光刻蝕工藝將所述金屬鍍膜刻蝕成頻率選擇表面，完成雷達與紅外兼容隱身材料的制備。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鍍層的金屬材料選自銀、金、鉑、鈀中的一種或多種的合金。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鍍層的周期性圖案是指呈矩陣式分布的正方形貼片圖案，該正方形貼片所在矩陣單元的邊長為0.8mm～2.0mm，該正方形貼片的邊長與矩陣單元的邊長的比值為0.8～0.95。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述耐高溫電阻涂層的材料體系為二氧化釕系玻璃基電阻涂層。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述介質層Ⅰ和介質層Ⅱ的厚度為2～3mm；所述電阻層的厚度為0.01～0.04mm；所述頻率選擇表面層的厚度不低于0.5μm。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，制備介質層I的具體過程為：先選取連續氧化物纖維作為制備的介質層Ⅰ材料，再在選取的連續氧化物纖維織物的Z向方向上鑲嵌一定密度的銅絲，制得介質層Ⅰ的預成型體；再采用浸漬裂解工藝或溶膠-凝膠工藝對前述介質層Ⅰ的預成型體進行反復致密化，然后放置于濃硝酸中，完全腐蝕掉所有Z向分布的銅絲后得到Z向方向具有一定密度孔的介質層Ⅰ；所述銅絲鑲嵌的密度為0.5根/cm²～2根/cm²；

所述步驟(3)中，制備介質層Ⅱ的具體過程為：將制備介質層Ⅱ的連續氧化物纖維織物鋪在步驟(2)制備的電阻層上，再采用氧化物纖維通過介質層Ⅰ上的Z向孔洞以縫合的方式將連續氧化物纖維織物與介質層Ⅰ連接成一個整體，制得介質層Ⅱ的預成型體；隨后采用浸漬裂解工藝或溶膠-凝膠工藝對前述介質層Ⅱ的預成型體進行反復致密化，便在電阻層上得到介質層Ⅱ。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，絲網印刷工藝過程中，絲網目數為180～300目，印制遍數為1～3遍；干燥過程中的干燥溫度為150℃～250℃，干燥時間為2h～4h；燒結過程中的峰值燒結溫度為1000℃～1050℃，升溫速度為15℃/min～20℃/min，燒結時間為10min～120min；

所述步驟(4)中，物理沉積工藝具體是指采用磁控濺射工藝，所述磁控濺射工藝的控制參數包括：保護氣氛為Ar氣，濺射功率為80W～120W，氣氛壓強控制為0.5Pa～2Pa，濺射時間為5min～90min；激光刻蝕工藝過程中采用皮秒激光器，激光功率為4W～5W，掃描速度為40mm/s～50mm/s，掃描2遍～3遍。

8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述耐高溫電阻涂層的涂料為二氧化釕系玻璃基電阻涂料，該涂料的制備方法包括以下步驟：將玻璃原料粉體混合均勻后經1300℃～1500℃的溫度熔煉1h～3h，然后將得到的玻璃熔體倒入去離子水中進行淬冷，得到玻璃，再將玻璃球磨成玻璃粉后先與RuO₂粉混合均勻，再與有機載體混合均勻制成二氧化釕系玻璃基電阻涂料；

所述玻璃原料粉體主要由以下質量百分比的組分組成：

SiO₂ 30％～50％；

Al₂O₃ 10％～25％；

PbO 12％～25％；

MgO 5％～15％；

CaO 5％～10％；

ZnO 3％～10％；

BaO 2％～8％；和B₂O₃ 1％～5％。