[發明專利]一種氨氣等離子球磨制備片狀鋁粉的方法及應用

有效

• 申請號: 202010105568.5
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111215634B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 曾美琴;李陽;魯忠臣;胡仁宗;朱敏
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F1/068;C09D5/30
• 代理公司: 北京嘉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11687
• 代理人: 楊波

一種氨氣等離子球磨制備片狀鋁粉的方法及應用。方法為：在氨氣氣氛下，采用等離子球磨機將鋁粉進行球磨，球磨時間為2~4h，工作電流為0.5~3A，激發電壓為10~20kV，獲得粒度為20?35μm的均勻片狀鋁粉；收集片狀鋁粉。所述片狀鋁粉在紅外線可見光兼容隱身材料中的應用。本發明采用氨氣等離子球磨機進行干磨，相比于普通高能球磨，大大提高了球磨效率，并利用等離子體對鋁粉的電致塑性效應，進一步促進粉末的片狀化。而相比于惰性氣體等離子體球磨，氨氣等離子體球磨過程中會有微量氣固反應的發生，進而加速片狀細化的同時使得粉末表面變得粗糙，降低光澤度，提高其可見光隱身性能。

技術領域

本發明屬于片狀鋁粉材料的技術領域，具體涉及一種氨氣等離子球磨制備片狀鋁粉的方法及該片狀鋁粉的應用，所述片狀鋁粉用于紅外線-可見光兼容隱身材料。

背景技術

隨著軍事探測手段的快速發展，沒有裝備隱身技術的武器裝備將受到極大的威脅，而具有隱身手段的武器裝備則將成為戰場上突破防守的利刃。隨著科學技術的不斷發展，世界各國的隱身以及反隱身手段突飛猛進，在隱身性能方面領先的一方，將會在未來戰爭中占據主動。因此，隱身材料與隱身技術的研究具有極大的戰略意義。而針對不同的軍事探測手段，發展出了不同的隱身技術，其中紅外隱身，雷達隱身和可見光隱身是三種主要的隱身手段。

配備有低紅外發射率隱身涂層的武器裝備能夠輕易的躲過紅外探測，而金屬鋁粉由其具有較低的紅外發射率，且易于加工，易于產業化、價格低廉、耐高溫、耐腐蝕等等優異的性能，而成為現目前國內外應用最為廣泛的紅外隱身涂層金屬顏料。

而有研究表明，鋁粉的顆粒微觀形貌、粒度和分布含量均會大大影響涂層的紅外發射率，片狀鋁粉相對于球狀鋁粉具有更低的紅外發射率。而片狀鋁粉中，直徑30(±5)μm的片狀鋁粉的紅外發射率最低。而由于一般工藝方法制備得到的金屬鋁粉表面十分光滑平整，對可見光的反射以鏡面反射的形式進行，而這又會降低武器裝備在作戰過程中的可見光隱身性能。

而為了降低涂層對可見光的反射，從而提高其可見光隱身性能，軍事上一般采用加入著色顏料的方法，來降低涂層在可見光波段的反射性。而研究發現，不論是有機顏料還是無機顏料的加入，均會使涂層的紅外發射率再次升高。因此，如果能夠制備出一種表面粗糙的片狀鋁粉，既能降低涂層的紅外發射率，又能將可見光以漫反射的方式進行衰減，進而提升其可見光隱身性能，將減少著色顏料的用量，降低成本的同時，保證了涂層的紅外線-可見光兼容隱身性能。

目前工業上制備片狀鋁粉的方法主要有PVD法（蒸發-冷凝法、濺射-沉積法）和高能球磨法，前者雖然能夠制備粒度分布窄，徑厚比大片狀鋁粉，但是依然存在產量較小，制備條件苛刻，成本高昂，且鋁粉表面光澤度高的的缺點。而高能球磨法作為一種傳統的片狀鋁粉制備方法之一，具有工藝簡單，操作方便且產量大易于工業化等優勢。但其同樣存在粉末粒度分布不均，厚度較厚難以達到高質量的要求。

申請號為CN?201210586188.3專利申請文件公開了一種片狀鋁粉粉末涂料生產方法，是將鋁粉與液氮混合放進振動球磨中，研磨成片狀鋁粉后，通過旋流分級器對不同尺寸的片狀粉末進行分級與收集。該方法雖然在整個生產流程都有氮氣進行保護，所制備的鋁粉片狀形貌良好，但是需要超高壓、成本較高，且所得鋁粉光澤度較高等不足。

公開號為CN?108339988?A的發明專利公開了一種等離子球磨制備片狀鋁粉的方法及應用，該方法是利用鋁粉在Ar保護下進行等離子體外場輔助球磨，利用等離子體對鋁粉的電致塑性效果，促進鋁粉在球磨的過程中的片狀化，得到直徑10-100μm片狀良好的多層次鋁粉。該方法雖然效率超高，工藝簡單，成本較低，且保證了鋁粉的活性，片狀十分優良，但是同樣存在所得鋁粉光澤度較高，且粉末粒度分布不均等不足。