[發明專利]一種基于無序電磁周期結構的高溫雷達吸波涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202011546674.3
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112680691B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 劉海韜;黃文質;孫遜;陳穎超;甘霞云
• 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;C23C4/073;C23C4/04;B41M1/12;B41M1/34;H01Q17/00
• 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

1.一種基于無序電磁周期結構的高溫雷達吸波涂層，所述高溫雷達吸波涂層涂覆于金屬基材表面，其特征在于，從金屬基材表面開始，從下至上依次包括金屬粘結層、第一陶瓷損耗層、第一高溫有耗無序電磁周期結構層、第二陶瓷損耗層、第二高溫有耗無序電磁周期結構層、第三陶瓷損耗層、第三高溫有耗無序電磁周期結構層，所述第一、第二、第三高溫有耗無序電磁周期結構層為貼片陣列結構形式，貼片陣列單元為短切線，所述短切線由高溫玻璃粘結相和貴金屬導電相組成；所述貼片陣列結構的周期單元尺寸為2～10mm，厚度為0.01～0.03mm，周期單元材料電導率為10⁴～10⁵S/m，所述短切線方向隨機分布，所述短切線長度在周期單元長度四分之一至單元長度內隨機分布，所述短切線寬度在0.3～0.8mm之間；所述第一、第二、第三陶瓷損耗層為摻有導電陶瓷的8YSZ、Al₂O₃或8YSZ-Al₂O₃涂層，導電陶瓷的體積含量不大于20％，各陶瓷損耗層厚度為0.3～0.5mm。

2.根據權利要求1所述的高溫雷達吸波涂層，其特征在于，所述貴金屬導電相為Ag、Pd、Pt、Au中的兩種或兩種以上合金，所述高溫玻璃粘結相原料玻璃粉混合物的軟化點溫度不低于750℃。

3.根據權利要求1所述的高溫雷達吸波涂層，其特征在于，所述金屬粘結層為NiCrAlY涂層、CoCrAlY涂層或CoNiCrAlY涂層，厚度為0.03～0.10mm。

4.根據權利要求1所述的高溫雷達吸波涂層，其特征在于，所述導電陶瓷為錳酸鍶鑭、鐵酸鍶鑭、鈷酸鍶鑭中的一種或幾種。

5.一種如權利要求1～4任一項所述高溫雷達吸波涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對金屬基材表面進行粗化處理；

(2)采用大氣等離子噴涂工藝在步驟(1)粗化后的金屬基材表面制備金屬粘結層；

(3)采用大氣等離子噴涂工藝將陶瓷材料I涂覆在步驟(2)制備的金屬粘結層表面，得到第一陶瓷損耗層；

(4)通過絲網印刷或模板常壓噴涂將高溫導電涂料涂覆在步驟(3)得到的第一陶瓷損耗層表面，經干燥燒結后，得到第一高溫有耗無序電磁周期結構層；

(5)采用大氣等離子噴涂工藝將陶瓷材料II涂覆在步驟(4)得到的第一高溫有耗無序電磁周期結構層表面，得到第二陶瓷損耗層；

(6)通過絲網印刷或模板常壓噴涂將高溫導電涂料涂覆在步驟(5)得到的第二陶瓷損耗層表面，經干燥燒結后，得到第二高溫有耗無序電磁周期結構層；

(7)采用大氣等離子噴涂工藝將陶瓷材料III涂覆在步驟(6)得到的第二高溫有耗無序電磁周期結構層表面，得到第三陶瓷損耗層；

(8)通過絲網印刷或模板常壓噴涂將高溫導電涂料涂覆在步驟(7)得到的第三陶瓷損耗層表面，經干燥燒結后，得到第三高溫有耗無序電磁周期結構層，完成高溫雷達吸波涂層的制備。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，粗化處理為：將金屬基材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0.3～0.5MPa，噴砂距離為80～140mm，砂子粒徑為60～120μm，噴砂時間為2～5min；

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6～10L/min，電流大小控制為480～550A，功率為30～40kW，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)、(5)和(7)中，大氣等離子噴涂工藝參數為：控制氬氣流量為30～45L/min，氫氣流量為8～14L/min，電流大小為500～600A，功率為35～42kW，送粉氬氣流量為2.0～5.0L/min，送粉量10～30％，噴涂距離為100～150mm；

所述步驟(4)、(6)和(8)中，干燥燒結工藝參數為：干燥溫度為150℃～200℃，干燥時間為0.5～1h；燒結溫度為800～950℃，燒結時間為10～60min。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述陶瓷材料I、II和III為8YSZ、Al₂O₃或8YSZ-Al₂O₃粉末與導電陶瓷粉末復合的類球形噴涂粉末；所述導電陶瓷粉末為錳酸鍶鑭、鐵酸鍶鑭、鈷酸鍶鑭中的一種或幾種；所述類球形噴涂粉末的粒度為100～400目，流動性為40～70s，松裝密度為1.1～2g/cm³。