[發(fā)明專利]一種具有紅外低發(fā)射率的隱身涂層及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111169775.8
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113897574A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小鋒;殷舉航;劉敏;鄧春明;鄧暢光;鄧子謙;毛杰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院新材料研究所
• 主分類號: C23C4/10
• 分類號: C23C4/10;C23C4/073;C23C4/134;C23C4/02;C23C14/08;C23C14/16;C23C14/02;F41H3/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發(fā)明公開了一種具有紅外低發(fā)射率的隱身涂層及其制備方法與應(yīng)用，屬于涂層技術(shù)領(lǐng)域。該隱身涂層包括YSZ陶瓷層，YSZ陶瓷層具有羽毛柱狀晶，且羽毛柱狀晶之間的間隙為不超過1μm。具有上述結(jié)構(gòu)的YSZ陶瓷層不僅在高溫下具有良好的穩(wěn)定性和隔熱性能，而且能夠增大涂層對紅外光的反射和后向散射，降低涂層的發(fā)射率。其制備方法包括以下步驟：采用等離子噴涂?物理氣相沉積方式制備YSZ陶瓷層，該方法簡單易操作，推廣性強(qiáng)。上述隱身涂層可用于作為飛行器的紅外隱身涂層，滿足飛行器在高溫條件下的隱身需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種具有紅外低發(fā)射率的隱身涂層及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著軍事技術(shù)的發(fā)展，紅外隱身涂層變得至關(guān)重要，而紅外隱身技術(shù)的關(guān)鍵在于降低目標(biāo)飛行器的紅外輻射強(qiáng)度。根據(jù)玻爾茲曼定律：紅外輻射強(qiáng)度E＝εσT⁴，其中，ε為材料的發(fā)射率，T為物體表面的熱力學(xué)溫度，σ為玻爾茲曼常數(shù)，因此，要降低紅外輻射強(qiáng)度，最主要是降低材料的溫度和發(fā)射率，熱障涂層具有低發(fā)射率這將使紅外隱身性能起到雙倍的作用。因此制備低發(fā)射率且隔熱性能好的熱障涂層至關(guān)重要。

傳統(tǒng)制備熱障涂層的方法主要有大氣等離子噴涂(APS)和電子束-物理氣相沉積(EB-PVD)。

APS主要以半融和熔融粒子為主，沉積層狀的涂層，雖然涂層的隔熱性能較好，但是結(jié)合強(qiáng)度差。EB-PVD主要以氣相粒子為主，沉積羽毛柱狀的涂層，但涂層熱導(dǎo)率較高，隔熱性能差，對紅外光吸收差。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有紅外低發(fā)射率的隱身涂層，該隱身涂層不僅在高溫下具有良好的穩(wěn)定性和隔熱性能，而且能夠增大涂層對紅外光的反射和后向散射，降低涂層的發(fā)射率。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種上述隱身涂層的制備方法。

本發(fā)明的目的之三在于提供一種上述隱身涂層的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的之四在于提供一種具有上述隱身涂層的飛行器。

本申請可這樣實現(xiàn)：

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N具有紅外低發(fā)射率的隱身涂層，該隱身涂層包括YSZ陶瓷層，YSZ陶瓷層具有羽毛柱狀晶，且羽毛柱狀晶之間的間隙不超過1μm。

在可選的實施方式中，羽毛柱狀晶之間的間隙為圓形孔隙。

在可選的實施方式中，YSZ陶瓷層的孔隙率小于5％。

在可選的實施方式中，YSZ陶瓷層的厚度為150-200μm。

在可選的實施方式中，隱身涂層還包括用于設(shè)置于基底及YSZ陶瓷層之間的NiCoCrAlY粘結(jié)層。

在可選的實施方式中，NiCoCrAlY粘結(jié)層的厚度為150-200μm。

在可選的實施方式中，基底的溫度為1200-1600℃。

在可選的實施方式中，基底材料為合金材料。

在可選的實施方式中，合金材料包括Ni、Co、Cr、Mo、Al及Ti中的至少一種。

第二方面，本申請?zhí)峁┤缜笆鰧嵤┓绞饺我豁椀碾[身涂層的制備方法，包括以下步驟：制備YSZ上述陶瓷層。

在可選的實施方式中，采用等離子噴涂-物理氣相沉積方式制備YSZ陶瓷層，制備過程中，噴涂距離為600-800mm。

在可選的實施方式中，YSZ陶瓷層的制備條件還包括：噴涂氣體包括氬氣和氦氣，氬氣的流量為30-40L/min，氦氣的流量為50-70L/min，噴涂功率為100-130Kw。