【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種高厚度耐高溫涂層的制備方法和多層耐高溫吸波涂層及其制備方法，屬于雷達電磁波吸收材料領域。
技術介紹
1、現代戰爭中，飛行器的隱身性能是影響戰爭走向的核心技術，已成為軍事技術博弈中的關鍵因素。而飛行器在高馬赫飛行時，表面蒙皮溫度迅速升高，導致常規的隱身涂層性能衰退；同時，其發動機及其后體結構作為雷達散射信號的主要來源，受制于高溫服役環境的約束，其所需要的雷達隱身材料需要兼顧耐高溫與寬頻吸波性能。
2、目前國內的高溫雷達隱身材料的研制工作尚處于起步階段，常規的導電材料以及磁性材料普遍面臨著高溫氧化以及居里溫度轉變導致的磁損耗失效等問題，因而導致高溫吸波材料的選擇主要集中在無機材料體系，故而極大的限制了吸波涂層對于低厚度與寬頻吸波的協同要求。同時，常規雷達隱身涂層以樹脂作為粘接劑同樣是限制吸波材料高溫性能的重要影響因素。以陶瓷材料為主的高溫吸波涂層厚度普遍在1mm以上，導致其內部應力十分集中，而出現開裂、起泡以及脫落等問題，難以滿足嚴苛的服役條件。
3、專利202211386956.0公布了一種以鐵鈷合金粉體作為吸波填料，酚醛樹脂膠液、有機溶劑和硅烷偶聯劑作為噴涂溶劑的高溫吸波涂層制備方法，其所制備的吸波涂層具備寬頻吸波性能以及較好的力學性能，并在300℃高溫下保持了較好的穩定性。然而，隨著溫度的進一步升高，必然會面臨由磁損耗的衰退以及合金粉末氧化導致的吸波性能衰退問題，同時，以酚醛樹脂為主體的噴涂溶劑無法進一步在300℃以上的環境使用。中國專利(申請號201610398367.2)公布了一種
4、綜上，目前的高溫吸波涂層設計及其制備方法主要存在著以下難點：(1)磁性材料與碳材料等常溫吸波材料難以兼顧寬頻吸波與高溫穩定性；(2)以樹脂基為噴涂溶劑的吸波涂層無法滿足高溫等服役環境；(3)等離子噴涂設備昂貴、工藝復雜導致涂層制備成本高。
技術實現思路
1、為了解決了現有技術中耐高溫吸波劑可選范圍少以及帶寬較窄而難以拓展雷達隱身材料的高溫吸波性能的技術問題，本專利技術的目的在于提供一種高厚度耐高溫涂層的制備方法。為了兼顧耐高溫寬頻吸波性能，本專利技術進一步提供了多層耐高溫吸波涂層及其制備方法。
2、一方面，本專利技術提供了一種高厚度耐高溫涂層的制備方法，其特征在于，所述高厚度耐高溫涂層的組分包含陶瓷粉體、氧化鋁粉體和硅酸鹽試劑，厚度在1mm以上；
3、所述高厚度耐高溫涂層的制備方法包括：
4、(1)先將陶瓷粉體和氧化鋁粉末一次混合，再加入硅酸鹽試劑后進行二次混合，且二次混合過程中加入去離子水充分混合，制備得到混合涂料；
5、(2)將混合涂料噴涂于基體的表面，先進行低溫陰干，再進行高溫烘干，最后經打磨、清洗和干燥；
6、(3)再多次重復以上步驟(2)的噴涂工藝，直至獲得滿足性能的高厚度耐高溫涂層。其核心思想在于單層噴涂后，先通過陰干、烘干等方式出去涂層內部水分，再進行下一次噴涂，進而規避高厚下的應力集中、氣泡，脫落等問題。
7、較佳的，所述高厚度耐高溫涂層中陶瓷粉體的含量為40wt％～70wt％，氧化鋁粉體的含量為0wt％～70wt％，硅酸鹽試劑的含量為20wt％～50wt％；
8、優選地，所述陶瓷粉體為硼化物陶瓷粉末或/和碳化物陶瓷粉末；所述硼化物陶瓷粉末為tib2、zrb2、cob2、crb2和高熵硼化物中的至少一種；所述碳化物陶瓷粉末為tic、zrc、sic、tialc和高熵碳化物中的至少一種；
9、優選地，所述硅酸鹽試劑包括硅酸鈉或/和硅酸鉀，模數為0.8～4。
10、較佳的，步驟(1)中：所述陶瓷粉體的粒徑為1～40μm，所述氧化鋁粉體的粒徑為1～40μm；
11、所述一次混合的方式為球磨混合，所述球磨混合的轉速為40～500轉/分鐘，時間為0.5～8小時；
12、所述二次混合的方式為攪拌混合，所述攪拌混合的轉速為200～1000轉分鐘，時間為0.5～3小時；
13、加入去離子水，直至混合涂料的粘度為10～30pa·s。
14、較佳的，步驟(2)中：所述噴涂的參數包括：設置噴槍的口徑為1～2mm，噴涂的壓強在0.2～1mpa，噴涂的距離為10～40cm；
15、每次耐高溫吸波涂層的厚度≤400μm、優選為20nm～400μm。
16、較佳的，步驟(2)中：所述低溫陰干的溫度在10℃～25℃，時間在0.5～12h；
17、所述高溫烘干的溫度在100～200℃；升溫速率在0.2～2℃/min；保溫時間在0.5～6h；
18、所述打磨所用砂紙的目數在300目以上。
19、再一方面，本專利技術提供了一種多層耐高溫吸波涂層的制備方法，所述多層耐高溫吸波涂層包括：基體，以及形成在基體表面的n層耐高溫吸波涂層，n≥2；每層耐高溫吸波涂層的組分包含陶瓷粉體、氧化鋁粉體和硅酸鹽試劑；優選地，所述陶瓷粉體組成為硼化物陶瓷粉末或碳化物陶瓷粉末；
20、設置靠近基體的耐高溫吸波涂層為第1層耐高溫吸波涂層，所述第1層耐高溫吸波涂層中陶瓷粉體的含量為40wt％～70wt％，第n層耐高溫吸波涂層中陶瓷粉體的含量為0wt％～20wt％，且第n-1層耐高溫吸波涂層中陶瓷粉體的含量-第n層耐高溫吸波涂層中陶瓷粉體的含量＞0且≤30wt％；
21、所述多層耐高溫吸波涂層的制備方法，包括：
22、(1)按照第1層耐高溫吸波涂層的組成稱量原料，先將陶瓷粉體和氧化鋁粉末一次混合，再加入硅酸鹽試劑后進行二次混合，且二次混合過程中加入去離子水充分混合，制備得到第1吸波涂料；
23、(2)將第1吸波涂料噴涂于基體的表面，先進行低溫陰干，再進行高溫烘干，最后經打磨和清洗，得到第1耐高溫吸波涂層；
24、(3)依次按照第2層耐高溫吸波涂層-第n層耐高溫吸波涂層的組分，重復步驟(1)-(2)，最終得到所述多層耐高溫吸波涂層。
25、本專利技術的核心思想在于表達一種多層梯度的耐高溫吸波涂層的思想及其制備方法。現有這種耐高溫陶瓷涂層的制備是以等離子噴涂工藝為主，設備昂貴，一臺機器動輒就需要千萬，本專利技術可以極大的縮減工藝成本。由于工藝的改進，可以進一步保障每一層涂層的厚度控制，從而進一步進行多層設計，以達到拓展寬頻吸波和耐高溫性能。因此，在本次修改中，增加了相應的多層制備，以支撐本專利技術核心觀點。需要說明的是，本過程的制備方法，是實現高厚度涂層(＞500μm)規避開裂、氣泡、脫落的重要手段，尤其是對于耐高溫吸波涂本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高厚度耐高溫涂層的制備方法，其特征在于，所述高厚度耐高溫涂層的組分包含陶瓷粉體、氧化鋁粉體和硅酸鹽試劑，厚度在1mm以上；
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在在于，所述高厚度耐高溫涂層中陶瓷粉體的含量為40wt％～70wt％，氧化鋁粉體的含量為0wt％～70wt％，硅酸鹽試劑的含量為20wt％～50wt％；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中：所述陶瓷粉體的粒徑為1～40μm，所述氧化鋁粉體的粒徑為1～40μm；
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中：所述噴涂的參數包括：設置噴槍的口徑為1～2mm，噴涂的壓強在0.2～1MPa，噴涂的距離為10～40cm；
5.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中：所述低溫陰干的溫度在10℃～25℃，時間在0.5～12h；
6.一種多層耐高溫吸波涂層的制備方法，其特征在于，所述多層耐高溫吸波涂層包括：基體，以及形成在基體表面的N層耐高溫吸波涂層，N≥2；每層耐高溫吸波涂層的組分包含陶瓷粉體、氧化鋁
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中：所述陶瓷粉體的粒徑為1～40μm，所述氧化鋁粉體的粒徑為1～40μm；
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中：每次噴涂所得涂層的厚度不超過300μm；所述噴涂的參數包括：設置噴槍的口徑為1～2mm，噴涂的壓強在0.2～1MPa，噴涂的距離為10～40cm。
9.根據權利要求6-8中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中：所述低溫陰干的溫度在10℃～25℃，時間在0.5～12h；
10.根據權利要求6-8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述硼化物陶瓷粉末為TiB2、ZrB2、CoB2、CrB2和高熵硼化物中的至少一種；所述碳化物陶瓷粉末為TiC、ZrC、SiC、TiAlC和高熵碳化物中的至少一種；
11.根據權利要求6-8中任一項所述的制備方法，其特征在于，每層耐高溫吸波涂層中硅酸鹽試劑的含量為20wt％～50wt％；所述硅酸鹽試劑包括硅酸鈉或/和硅酸鉀，模數為0.8～4。
12.根據權利要求6-8中任一項所述的制備方法，其特征在于，每層耐高溫吸波涂層的厚度≤400μm、優選為20nm～400μm。
13.根據權利要求6-8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述多層耐高溫吸波涂層的總厚度為600μm～3mm。
14.一種根據權利要求6-13中任一項所述的制備方法制備的多層耐高溫吸波涂層。
...【技術特征摘要】
1.一種高厚度耐高溫涂層的制備方法，其特征在于，所述高厚度耐高溫涂層的組分包含陶瓷粉體、氧化鋁粉體和硅酸鹽試劑，厚度在1mm以上；
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在在于，所述高厚度耐高溫涂層中陶瓷粉體的含量為40wt％～70wt％，氧化鋁粉體的含量為0wt％～70wt％，硅酸鹽試劑的含量為20wt％～50wt％；
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中：所述陶瓷粉體的粒徑為1～40μm，所述氧化鋁粉體的粒徑為1～40μm；
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中：所述噴涂的參數包括：設置噴槍的口徑為1～2mm，噴涂的壓強在0.2～1mpa，噴涂的距離為10～40cm；
5.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中：所述低溫陰干的溫度在10℃～25℃，時間在0.5～12h；
6.一種多層耐高溫吸波涂層的制備方法，其特征在于，所述多層耐高溫吸波涂層包括：基體，以及形成在基體表面的n層耐高溫吸波涂層，n≥2；每層耐高溫吸波涂層的組分包含陶瓷粉體、氧化鋁粉體和硅酸鹽試劑；優選地，所述陶瓷粉體組成為硼化物陶瓷粉末或碳化物陶瓷粉末；
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中：所述陶瓷粉體的粒徑為1～40μm，所述氧...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧瑞翔，戴國豪，莊建剛，張濤，宋力昕，
申請(專利權)人：中國科學院上海硅酸鹽研究所，
類型：發明
國別省市：
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