[發明專利]一種隔熱/雷達吸波一體化復合涂層、表面涂覆復合涂層的鈦合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010127611.8
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111304578B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 黃文質;劉海韜
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/02;C23C4/073;C23C4/11
• 代理公司: 南寧東之智專利代理有限公司 45128
• 代理人: 戴燕桃;汪治興

1.一種隔熱/雷達吸波一體化復合涂層，所述復合涂層為多層疊加結構，其特征在于，所述復合涂層由內向外依次包括金屬黏結層、隔熱陶瓷層、雷達吸波層和防擴散陶瓷層，所述隔熱陶瓷層為氧化鋁-稀土鋯酸鹽復合陶瓷層，所述雷達吸波層為貼片式周期特性排列的以Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃系低熔點無鉛玻璃為粘結相、釕酸鉍-Ag為導電相的電阻型高溫電磁周期結構層，所述防擴散陶瓷層為稀土鋯酸鹽層；所述金屬黏結層的厚度為0.03mm～0.08mm；所述隔熱陶瓷層的厚度為0.70mm～0.95mm；所述雷達吸波層的厚度為0.01mm～0.03mm；所述防擴散陶瓷層的厚度為0.03mm～0.14mm；所述電阻型高溫電磁周期結構層中，導電相的質量占導電相與粘結相總質量的40～70％，導電相中釕酸鉍與Ag的質量比為(50～90)：(10～50)；所述電阻型高溫電磁周期結構層的周期尺寸a為5～45mm，貼片邊長a·x，x為0.75或0.85；所述氧化鋁-稀土鋯酸鹽復合陶瓷層中，氧化鋁與稀土鋯酸鹽的質量比為2:98～20:80，稀土鋯酸鹽為鋯酸鑭、鋯酸釓或鋯酸釤。

2.根據權利要求1所述的隔熱/雷達吸波一體化復合涂層，其特征在于，所述金屬黏結層為NiCrAlY、CoCrAlY或CoNiCrAlY層。

3.一種表面涂覆復合涂層的鈦合金材料，其特征在于，包括鈦合金基底以及涂覆于所述鈦合金基底表面的復合涂層，所述復合涂層為權利要求1～2任一項所述的隔熱/雷達吸波一體化復合涂層。

4.一種如權利要求3所述的表面涂覆復合涂層的鈦合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對鈦合金基底表面進行粗化處理；

(2)采用大氣等離子噴涂工藝在步驟(1)粗化后的鈦合金基底上制備一層金屬黏結層；

(3)采有大氣等離子噴涂工藝將氧化鋁-稀土鋯酸鹽復合陶瓷材料涂覆在步驟(2)的金屬黏結層上得到隔熱陶瓷層；

(4)通過圖案模板-空氣噴涂工藝將高溫電阻涂料涂覆在步驟(3)的隔熱陶瓷層上，經過干燥、燒結后，得到雷達吸波層；

(5)采有大氣等離子噴涂工藝在步驟(4)的雷達吸波層表面制備一層防擴散陶瓷層，完成表面涂覆復合涂層的鈦合金材料的制備。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，粗化處理為：將鈦合金基底置于噴砂機中進行噴砂粗化處理，噴砂粗化工藝參數為：壓力控制為0.3～0.6MPa，噴砂距離為40～150mm，砂子粒徑為60～120μm，噴砂時間為1～6min；

所述步驟(2)中，大氣等離子噴涂工藝參數為：氬氣流量為35～50L/min，氫氣流量為6～12L/min；電流大小控制為450～530A，功率為28～35kW；送粉氬氣流量為1.0～3.0L/min，送粉量為15％～35％；噴涂距離為80～150mm；

所述步驟(3)中，大氣等離子噴涂工藝參數為：氬氣流量為35～45L/min，氫氣流量為10～15L/min；電流大小控制為530～620A，功率為30～45kW；送粉氬氣流量為2.0～5.0L/min，送粉量為5％～35％；噴涂距離為80～200mm；

所述步驟(4)中，空氣噴涂的壓力為0.1～0.6MPa；干燥溫度為130～200℃，干燥時間為0.5～5h；燒結工藝參數為：峰值燒結溫度為300～600℃，升溫速度為20～25℃/min，燒結時間為10～60min，燒結氣氛為空氣；

所述步驟(5)中，大氣等離子噴涂工藝參數為：氬氣流量為30～45L/min，氫氣流量為7～12L/min；電流大小控制為500～600A，功率為25～40kW；送粉氬氣流量為1.0～4.0L/min，送粉量為5％～30％；噴涂距離為80～200mm。