[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

技術領域

本發明屬于雷達吸波材料領域，尤其涉及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及其制備方法。

背景技術

隨著多譜段探測與制導技術的迅速發展，單一功能隱身材料已經不能滿足裝備發展需要。多波段兼容隱身材料，尤其是雷達與紅外兼容隱身材料，已成為隱身材料研究的發展方向。然而，要實現材料在雷達與紅外隱身功能的一體化(也即相互兼容)，還存在一定的矛盾，原因在于雷達隱身要求對電磁波的強吸收、低反射，而紅外隱身要求低吸收、高反射。因此，如何通過材料結構設計解決兩者間的矛盾，是實現雷達紅外兼容隱身的關鍵。同時，隨著飛行速度的提高以及對飛行器尾向隱身性能的新要求，具有耐高溫能力的雷達/紅外兼容隱身材料已經成為制約飛行器高溫部位隱身性能的瓶頸技術。

ZL201110053460.7號中國專利、ZL201110052115.1號中國專利、ZL201210139046.2號中國專利、ZL201410128311.6號中國專利文獻分別公開了幾種連續纖維增強陶瓷基吸波復合材料及其制備方法，公開的幾種吸波復合材料具有較好的吸波性能以及耐溫性，但不具備紅外隱身性能。基于以上分析，目前對可應用于高溫環境的雷達紅外兼容隱身材料尚屬空白，亟待提出具備耐高溫能力的雷達紅外兼容隱身材料及相應的制備方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供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及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

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，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。

上述的雷達與紅外兼容隱身材料，優選的，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。

上述的雷達與紅外兼容隱身材料，優選的，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。

上述的雷達與紅外兼容隱身材料，優選的，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。本發明選取的二氧化釕系玻璃基電阻涂層能夠保證吸波材料具有耐高溫且電阻特性穩定的優勢。

上述的雷達與紅外兼容隱身材料，優選的，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。在高溫環境中，材料的電磁參數和隱身性能不但隨頻率變化，而且還會隨溫度發生變化，當設計高溫隱身材料時，必須考慮材料在高溫環境中的溫度特性，保證材料能夠在高溫環境中的隱身功能。本發明選取的這幾種連續氧化物纖維增強氧化物復合材料不僅能夠保證吸波材料產品具有好的力學性能和抗熱震性能，還能保證吸波材料具有耐高溫、抗氧化性能，其被上層的電阻涂層覆蓋后，仍具有所需的電性能。

上述的雷達與紅外兼容隱身材料，優選的，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。

基于同一個發明構思，本發明還提供一種上述的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的連續氧化物纖維織物鋪在步驟(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。