[發(fā)明專利]一種海洋環(huán)境隱身/透波一體化陶瓷材料及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811276108.8
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN111114034A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張萍萍;朱保鑫;王洪升;韋其紅;蓋瑩;欒強(qiáng);李伶
• 申請（專利權(quán)）人: 山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計院有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B15/20;B32B15/06;B32B25/20;B32B7/12;B32B33/00;C04B35/587;C04B35/622;H01Q17/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 趙奕

本發(fā)明涉及一種海洋環(huán)境隱身/透波一體化陶瓷材料及其制備方法。包括致密氮化硅陶瓷基體和超材料吸波層,致密氮化硅陶瓷基體與超材料吸波層連接成一體，即得隱身/透波一體化陶瓷材料。在2?512MHz透過率≥90％，在X波段的反射率衰減≥?8dB。實現(xiàn)雷達(dá)電磁波在低頻透過、高頻隱身的功能，即在雷達(dá)天線工作頻段內(nèi)的電磁波可以近乎無損耗地通過制導(dǎo)窗口從而保證艦艇的正常通信；在高頻段內(nèi)能夠?qū)λp的電磁波實現(xiàn)頻率的選擇，進(jìn)而實現(xiàn)對電磁波的寬頻帶吸收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁隱身技術(shù),具體涉及一種海洋環(huán)境隱身/透波一體化陶瓷材料及制備方法。

背景技術(shù)

隨著電磁隱身技術(shù)在國防科技領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，電磁隱身技術(shù)作為提高武器系統(tǒng)生存、突防，尤其是縱深打擊能力的有效手段，已經(jīng)成為集陸、海、空、天、電磁五位一體的立體化現(xiàn)代戰(zhàn)爭中最重要、最有效的突防戰(zhàn)術(shù)手段，并受到了世界各軍事大國的高度重視。在海洋艦艇方面，艦艇的多功能通信桅桿都是采用金屬材質(zhì)，天線的雷達(dá)反射截面(RCS)較大，是敵方潛巡邏機(jī)探測我艇的主要目標(biāo)之一。為提高艦艇的生存和作戰(zhàn)能力，必須對其通信桅桿進(jìn)行雷達(dá)隱身處理，使其帶內(nèi)透過，帶外隱身，還要滿足承載、耐海水腐蝕等性能要求。目前常規(guī)的介質(zhì)透波材料無法實現(xiàn)RCS減縮的功能，傳統(tǒng)的吸波材料在減小后向散射的同時又會影響武器裝備的正常通信。針對相關(guān)技術(shù)中的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種海洋環(huán)境隱身/透波一體化陶瓷材料及其制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種海洋環(huán)境隱身/透波一體化陶瓷材料，包括致密氮化硅陶瓷基體和超材料吸波層,致密氮化硅陶瓷基體與超材料吸波層連接成一體，即得隱身/透波一體化陶瓷材料。

致密氮化硅陶瓷基體的厚度為3.0-10.0mm；超材料吸波層的厚度為0.5-3.0mm。

致密氮化硅陶瓷基體與超材料吸波層通過粘結(jié)劑粘結(jié)成一體。膠層的厚度控制在0.5-1.5mm。

致密氮化硅陶瓷基體制備原料包括：

氮化硅80-95重量份，

稀土氧化物5-20重量份，

添加劑用量為氮化硅與稀土氧化物總重的3-15％。

添加劑包括粘結(jié)劑、增塑劑及潤滑劑。粘結(jié)劑、增塑劑及潤滑劑的重量比可以為(1-5):1:1

其中，

氮化硅粉體粒徑為0.5-1.5μm，α相含量≥93％；

稀土氧化物粒徑＜1.5μm，稀土氧化物為氧化鋁、氧化釔、氧化鑭、氧化釤中的至少一種。

致密氮化硅陶瓷基體制備原料還包括分散介質(zhì)，分散介質(zhì)用量與氮化硅和稀土氧化物總重的重量比可以為(1-2.5)：1，該分散介質(zhì)可以為無水乙醇。

超材料吸波層為多層結(jié)構(gòu)，為介質(zhì)層、金屬反射層、頻率選擇表面層、吸波層中的至少三種。

其中，介質(zhì)層是由硅橡膠組成的；

金屬反射層是由金屬材料組成，金屬材料為銅、金、銀中的至少一種；

頻率選擇表面層是由周期排布的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)組成，其中導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的形狀包括“Y”字型、“十”字型、方型等基本單元以及復(fù)合結(jié)構(gòu)單元；

吸波層中加入吸波劑，吸波劑為碳粉、羥基鐵、石墨、鐵氧體中的一種或多種，其中吸波劑的粒徑為0.5-150μm，吸波劑的重量占吸波層的0.5％-20％。通過30-150MPa的機(jī)械壓力將制備的每層材料復(fù)合在一起形成超材料吸波層。

所述隱身/透波一體化陶瓷材料在2-512MHz透過率≥90％，在X波段的反射率衰減≥-8dB。