[發(fā)明專利]基于頻率選擇表面的耐高溫雷達(dá)與紅外兼容隱身材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610332821.4
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN106003864B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海韜;田浩;黃文質(zhì);程海峰;周永江
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 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(yáng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)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(dá)與紅外兼容隱身材料的制備方法，其特征在于，所述雷達(dá)與紅外兼容隱身材料為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)至外依次包括介質(zhì)層Ⅰ、電阻層、介質(zhì)層Ⅱ和頻率選擇表面層，其中介質(zhì)層Ⅰ和介質(zhì)層Ⅱ的材料為氧化物纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)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(fā)射率的金屬鍍層組成；所述氧化物纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料包括連續(xù)石英纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料、連續(xù)鋁硅酸鹽纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料、連續(xù)莫來石纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料或連續(xù)氧化鋁纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料；該雷達(dá)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(zhì)層I；

(2)采用絲網(wǎng)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(zhì)層I上，經(jīng)干燥和燒結(jié)處理后，在介質(zhì)層I上得到電阻層；

(3)將用于制備介質(zhì)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(zhì)層I縫合在一起后進(jìn)行反復(fù)致密化，便在電阻層上得到介質(zhì)層Ⅱ；

(4)在步驟(3)制備的介質(zhì)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(dá)與紅外兼容隱身材料的制備。

2.如權(quán)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(quán)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(quán)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(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述介質(zhì)層Ⅰ和介質(zhì)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(quán)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(zhì)層I的具體過程為：先選取連續(xù)氧化物纖維作為制備的介質(zhì)層Ⅰ材料，再在選取的連續(xù)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(zhì)層Ⅰ的預(yù)成型體；再采用浸漬裂解工藝或溶膠-凝膠工藝對前述介質(zhì)層Ⅰ的預(yù)成型體進(jìn)行反復(fù)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(zhì)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(zhì)層Ⅱ的具體過程為：將制備介質(zhì)層Ⅱ的連續(xù)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(zhì)層Ⅰ上的Z向孔洞以縫合的方式將連續(xù)氧化物纖維織物與介質(zhì)層Ⅰ連接成一個(gè)整體，制得介質(zhì)層Ⅱ的預(yù)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(zhì)層Ⅱ的預(yù)成型體進(jìn)行反復(fù)致密化，便在電阻層上得到介質(zhì)層Ⅱ。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，絲網(wǎng)印刷工藝過程中，絲網(wǎng)目數(shù)為180～300目，印制遍數(shù)為1～3遍；干燥過程中的干燥溫度為150℃～250℃，干燥時(shí)間為2h～4h；燒結(jié)過程中的峰值燒結(jié)溫度為1000℃～1050℃，升溫速度為15℃/min～20℃/min，燒結(jié)時(shí)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(shù)包括：保護(hù)氣氛為Ar氣，濺射功率為80W～120W，氣氛壓強(qiáng)控制為0.5Pa～2Pa，濺射時(shí)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(quán)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(jīng)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(jìn)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(jī)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(zhì)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％。