一种红外-微波兼容隐身涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种红外

【技术实现步骤摘要】
一种红外
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微波兼容隐身涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种红外
‑
微波兼容隐身涂层的制备方法，属于功能材料制备


技术介绍

[0002]随着现代军事侦查探测技术的快速发展和精确制导武器的使用，侦察获取情报的方式逐渐多样化。通过空地观测、信息处理和特征提取等手段，探测到目标反射或发射的红外、雷达、可见光和激光信号等，可以对目标实施快速精确打击。为了能在战场上提高作战人员和武器系统的隐蔽性、突防性和作战效能，研究尖端隐身技术成为了世界各国军事上的一个重点。
[0003]隐身技术是通过改变目标外部结构或进行表面处理，抑制其雷达、红外、声波和光学信号等特征，降低其可探测性，使其难以被发现、跟踪、识别和打击的一门综合技术。主要可概括为可见光伪装、红外伪装、激光伪装、雷达伪装和声伪装等。其中，红外隐身是指对材料进行结构设计，改变目标的红外辐射特征，减低目标在背景中的红外辐射信号从而降低目标从背景中被辨识概率，实现目标的隐身。制备红外隐身材料的关键在于通过降低温度和减小发射率来控制物体的红外辐射量，从而降低对目标的可探测性。
[0004]在现代战场中探测技术已发展为多谱段探测，单一功能的隐身材料由于波段太窄已不能再满足需求。因此，多个波段的隐身兼容技术成为军事领域的重要课题。多谱段兼容隐身材料，尤其是红外与微波兼容隐身材料，已成为隐身材料的研究热点之一。因此，提供一种红外
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微波兼容隐身技术是十分必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有隐身技术无法同时兼容红外和微波隐身的技术问题，提供一种具有“轻、薄、强、宽”的红外
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微波兼容隐身涂层的制备方法。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]本专利技术的目的之一是提供一种红外
‑
微波兼容隐身涂层的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0008]S1，将酸化碳纳米管、氧化石墨烯海绵和硫酸锂混合，发生液相自组装，自组装完毕后快速冷冻，再进行冷冻干燥，最后惰性气体下热处理，获得石墨烯纳米卷；
[0009]S2，将无机树脂和去离子水混合低速搅拌，并逐滴加入分散助剂和消泡剂，然后加入石墨烯纳米卷和锆珠，砂磨分散后用滤布过滤得到浆料；
[0010]S3，将上述浆料涂覆在预先喷砂处理后的金属基底上，分段固化，获得石墨烯吸波涂层；
[0011]S4，将获得石墨烯吸波涂层置于原子层沉积仪的沉积腔体内，沉积腔体内压力抽至1
×
10
‑3～2
×
10
‑3Pa，再通入载气至腔体压力为0.1～0.2Pa，设置沉积腔体内温度为70～110℃，重复执行300～500个原子层沉积生长周期，进行金属氧化物原子层周期沉积生长，
获得红外
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微波兼容隐身涂层。
[0012]进一步限定，S1中酸化碳纳米管、氧化石墨烯海绵和硫酸锂的质量比为10wt％：50wt％：40wt％。
[0013]进一步限定，S1中酸化碳纳米管制备过程为：将120mL浓硫酸和40mL浓硝酸加入2g碳纳米管中，60℃下磁力搅拌冷凝回流反应1～5h，去离子水洗至中性后干燥备用。
[0014]进一步限定，S1中氧化石墨烯海绵为改良Hummer法制备：原料为鳞片石墨，浓硫酸(98％H2SO4)、硝酸钠(NaNO3)、高锰酸钾(KMnO4)和30％的双氧水(H2O2)。反应结束后离心洗涤至溶液pH～7，再冷冻干燥，得到氧化石墨烯海绵。
[0015]进一步限定，S1中使用冷冻干燥机进行快速冷冻，快速冷冻条件为：在真空度持续冻干60～100h。
[0016]进一步限定，S1中惰性气体为氮气。
[0017]进一步限定，S1中热处理条件为在300摄氏度，氮气气氛下，保温1小时。
[0018]进一步限定，S2中无机树脂为无机硅酸盐树脂和/或硅溶胶。
[0019]更进一步限定，无机硅酸盐树脂为无机硅酸钾树脂。
[0020]更进一步限定，无机硅酸钾树脂的制备过程为：将水溶性硅酸钾溶解在水中，80℃条件下预聚合反应2h，反应完成后添加氢氧化钾和硅溶胶对硅酸盐的模数进行调整，并在80℃条件下继续搅拌1h，得到模数为2.8～3.2的无机硅酸盐树脂。
[0021]进一步限定，S2中分散助剂为含有碳基材料亲和基团的高分子聚合物。
[0022]更进一步限定，分散助剂为EGO Dispers 747W润湿分散剂。
[0023]进一步限定，S2中消泡剂为含有气相二氧化硅的聚醚硅氧烷的共聚物。
[0024]更进一步限定，消泡剂为TEGO Foamex 810消泡剂。
[0025]进一步限定，无机树脂、分散助剂、消泡剂和石墨烯纳米卷的质量比为(250～350):(0.5～2):(0.1～1):(10～20)。
[0026]进一步限定，S2中砂磨分散处理时间为1～3h。
[0027]进一步限定，S3中分段固化条件为：50℃保持5～6h，100℃保持1～3h，120℃保持1～3h。
[0028]进一步限定，S3中金属基底为铝合金、镁合金、钽合金、高铝硅合金或殷钢。
[0029]进一步限定，S3中采用喷涂、刮涂、旋涂、浸涂、滚涂或刷涂的方式进行涂覆。
[0030]更进一步限定，喷涂条件为：喷嘴直径为1～3mm，送粉压力为0.6～0.8Mpa，喷枪的移动速度为50～100cm/s，喷距为10～20cm。
[0031]更进一步限定，S3获得的石墨烯吸波涂层厚度为10～50μm。
[0032]进一步限定，S4中每个原子层沉积生长周期为：
[0033](1)以脉冲形式注入金属源，脉冲时间t1为0.07～0.09s；
[0034](2)切断进气阀和排气阀进行反应，反应时间t2为1～5s；
[0035](3)打开进气和排气阀，利用氮气进行吹扫，吹扫时间t3为30～60s；
[0036](4)以脉冲形式注入氧源，氧源温度为室温，脉冲时间t4为0.01～0.03s；
[0037](5)切断进气阀和排气阀进行反应，反应时间t5为1～5s；
[0038](6)打开进气和排气阀，利用氮气进行吹扫，吹扫时间t6为30～60s。
[0039]进一步限定，金属源为锡源、锌源或铝源。
[0040]更进一步限定，锡源为四(二甲基氨基)锡。
[0041]更进一步限定，锌源为二乙基锌。
[0042]更进一步限定，铝源为三甲基铝。
[0043]进一步限定，氧源为去离子水。
[0044]本专利技术通过在微波吸波涂层的表面涂覆一层透微波的红外隐身涂层，整个涂层的微波吸收性能决定于内层的微波层，而红外隐身性能决定于外层的红外层，从而达到兼容隐身的目的。与现有技术相比具有以下有益效果：
[0045](1)本专利技术从材料的红外隐身和微波隐身的原理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外
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微波兼容隐身涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将酸化碳纳米管、氧化石墨烯海绵和硫酸锂混合，发生液相自组装，自组装完毕后快速冷冻，再进行冷冻干燥，最后惰性气体下热处理，获得石墨烯纳米卷；S2，将无机树脂和去离子水混合低速搅拌，并逐滴加入分散助剂和消泡剂，然后加入石墨烯纳米卷和锆珠，砂磨分散后用滤布过滤得到浆料；S3，将上述浆料涂覆在预先喷砂处理后的金属基底上，分段固化，获得石墨烯吸波涂层；S4，将获得石墨烯吸波涂层置于原子层沉积仪的沉积腔体内，沉积腔体内压力抽至1
×
10
‑3～2
×
10
‑3Pa，再通入载气至腔体压力为0.1～0.2Pa，设置沉积腔体内温度为70～110℃，重复执行300～500个原子层沉积生长周期，进行金属氧化物原子层周期沉积生长，获得红外
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微波兼容隐身涂层。2.根据权利要求1所述的红外
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微波兼容隐身涂层的制备方法，其特征在于，S1中酸化碳纳米管、氧化石墨烯海绵和硫酸锂的质量比为10wt％：50wt％：40wt％。3.根据权利要求1所述的红外
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微波兼容隐身涂层的制备方法，其特征在于，S1中酸化碳纳米管制备过程为：将120mL浓硫酸和40mL浓硝酸加入2g碳纳米管中，60℃下磁力搅拌冷凝回流反应1～5h，去离子水洗至中性后干燥备用。4.根据权利要求1所述的红外
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微波兼容隐身涂层的制备方法，其特征在于，S1中使用冷冻干燥机进行快速冷冻，快速冷冻条件为：在真空度持续冻干60～100h。5.根据权利要求1所述的红外
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓宏，李杨，卢松涛，洪杨，秦伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：