一种微波吸收激光熔覆涂层及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种微波吸收激光熔覆涂层及其制备方法与应用。所述微波吸收激光熔覆涂层由金属

【技术实现步骤摘要】
一种微波吸收激光熔覆涂层及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于微波吸收涂层
，具体涉及一种微波吸收激光熔覆涂层及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]电磁波作为一种能量存在形式，既可以携带各种信息，用于无线通讯、卫星信号、遥控、定位、导航等领域，也可以直接释放能量，用于医疗领域，或者作为能量传输的载体，用于微波输电领域。电磁波的广泛应用，为我们的生活带来便利的同时，也产生了越来越严重的电磁污染，对人们的身体健康、电子设备的正常运行产生了不利影响。吸波材料可以将入射的电磁波能量化为其他形式的能量，达到吸收电磁波的效果，不仅具有电磁防护的作用，同时在电磁辐射能量回收领域有着光明的应用前景。传统吸波材料在快速制备、结合强度以及耐腐蚀性方面存在不足。因此，探索一种快速制造方法同时具有强的结合强度以及优异的耐腐蚀性能的吸收材料对于防止电磁辐射和保护身体健康都具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种微波吸收激光熔覆涂层及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
[0004]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0005]本专利技术实施例提供了一种微波吸收激光熔覆涂层，所述微波吸收激光熔覆涂层由金属
‑
陶瓷材料通过激光熔覆处理在基底表面获得，所述金属
‑
陶瓷材料包括按质量百分比计算的如下组分：98.5～48.5％镍基合金、10～50％氮化铝及1.5％镀镍多壁碳纳米管；所述微波吸收激光熔覆涂层具有核壳结构，所述核壳结构包括作为核结构的氮化铝及作为壳结构的氮化钛。
[0006]本专利技术实施例还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法，其包括：
[0007]提供基底；
[0008]将镍基合金、氮化铝与镀镍多壁碳纳米管混合均匀，获得金属
‑
陶瓷材料；
[0009]以及，采用超高速激光熔覆技术将所述金属
‑
陶瓷材料熔覆于基底表面，获得微波吸收激光熔覆涂。
[0010]本专利技术实施例还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层在微波吸收领域中的用途。
[0011]本专利技术实施例还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法在曲面零件或轴类零件表面制备吸波涂层中的用途。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0013](1)本专利技术中微波吸收激光熔覆涂层的制备采用激光熔覆工艺，与基底呈冶金结合，结合强度高、稀释度低、工件热变形小、热影响区小、工艺稳定性高等优点，可有效解决传统吸波涂层因结合力差而易剥落问题；
[0014](2)本专利技术中微波吸收激光熔覆涂层的制备工艺简单，涂层的机械性能优异，可以
满足不同类型部件(例如曲面零件或轴类零件)表面涂层制备要求；
[0015](3)本专利技术中的微波吸收激光熔覆涂层的吸波性能以达到商用标准(＜
‑
10dB)，该涂层反射损耗最小达到
‑
13dB。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术一典型实施方案中制得的微波吸收激光熔覆涂层的结构示意图；
[0018]图2a
‑
图2b是本专利技术实施例2掺杂镀镍碳纳米管、对比例1中掺杂碳纳米管的涂层SEM图；
具体实施方式
[0019]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是采用激光熔覆技术制备金属
‑
陶瓷复合吸波涂层，涂层的结合力相比与传统方法植被的吸波涂层得到极大提升，同时，吸波性能较为优异。
[0020]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]具体的，作为本专利技术技术方案的一个方面，其所涉及的一种微波吸收激光熔覆涂由金属
‑
陶瓷材料通过激光熔覆处理在基底表面获得，所述金属
‑
陶瓷材料包括按质量百分比计算的如下组分：98.5～48.5％镍基合金、10～50％氮化铝及1.5％镀镍多壁碳纳米管；所述微波吸收激光熔覆涂层具有核壳结构，所述核壳结构包括作为核结构的氮化铝及作为壳结构的氮化钛。
[0022]吸波材料是由绝缘材料和吸波剂组成，由于激光熔覆技术特点，材料的选择受到很大限制，需要考虑材料的可熔覆性与介电性能，本专利技术中，AlN具有密度小、强度高、耐热性好、热导率高、耐腐蚀、介电性能良好等优点，能为材料提供更好的耐腐蚀性，也助于材料的阻抗调控；Ni基合金具有高介电和高磁损耗特点，提供更多的磁损耗，同时优化了阻抗匹配，Ni基合金和AlN直接可以发生原为反应，进一步增强了材料的结合强度；镀镍多壁碳纳米管的加入为材料提供了更多的导电通道，进一步增强吸波性能，碳纳米管表面镀镍减少了熔覆过程中开裂敏感性。综上，选择Ni基合金、AlN和镀镍碳纳米管作为原材，通过激光熔覆技术制备的微波吸收激光熔覆涂层具有优异的吸波性能。
[0023]在一些优选实施方案中，所述镍基合金的粒径为35μm
‑
75μm。
[0024]在一些优选实施方案中，所述氮化铝的粒径为15μm
‑
60μm。
[0025]在一些优选实施方案中，所述镀镍多壁碳纳米管的管径为20
‑
30nm，长度为10
‑
30nm。
[0026]在一些优选实施方案中，所述镀镍多壁碳纳米管中镍的含量在60wt％以上。
[0027]在一些优选实施方案中，所述镀镍多壁碳纳米管中的镍均匀分布于碳纳米管的管
径外部。
[0028]在一些优选实施方案中，所述镍基合金中Fe≤5.0wt％，Cr≤17wt％，Si≤4.50wt％，B≤2.70wt％，C≤0.70wt％，Ni≥60wt％。
[0029]在一些优选实施方案中，所述微波吸收激光熔覆涂层的厚度为1.0mm
‑
1.2mm。
[0030]在一些优选实施方案中，所述微波吸收激光熔覆涂层的介电常数实部为25
‑
50，介电常数虚部为7
‑
27。
[0031]在一些优选实施方案中，所述氮化钛是由氮化铝与基底中的钛元素发生部分溶解原位形成的。
[0032]在一些优选实施方案中，所述基底的材质包括TC4，且不限于此。
[0033]本专利技术实施例的另一个方面还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法，其包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波吸收激光熔覆涂层，其特征在于：所述微波吸收激光熔覆涂层由金属
‑
陶瓷材料通过激光熔覆处理在基底表面获得，所述金属
‑
陶瓷材料包括按质量百分比计算的如下组分：98.5～48.5％镍基合金、10～50％氮化铝及1.5％镀镍多壁碳纳米管；所述微波吸收激光熔覆涂层具有核壳结构，所述核壳结构包括作为核结构的氮化铝及作为壳结构的氮化钛。2.根据权利要求1所述的微波吸收激光熔覆涂层，其特征在于：所述镍基合金的粒径为35μm
‑
75μm；和/或，所述氮化铝的粒径为15μm
‑
60μm；和/或，所述镀镍多壁碳纳米管的管径为20
‑
30nm，长度为10
‑
30nm。3.根据权利要求1所述的微波吸收激光熔覆涂层，其特征在于：所述镀镍多壁碳纳米管中镍的含量在60wt％以上；和/或，所述镀镍多壁碳纳米管中的镍均匀分布于碳纳米管的管径外部；和/或，所述镍基合金中Fe≤5.0wt％，Cr≤17wt％，Si≤4.50wt％，B≤2.70wt％，C≤0.70wt％，Ni≥60wt％；和/或，所述微波吸收激光熔覆涂层的厚度为1.0mm
‑
1.2mm；和/或，所述微波吸收激光熔覆涂层的介电常数实部为25
‑
50，介电常数虚部为7
‑
27。4.根据权利要求1所述的微波吸收激光熔覆涂层，其特征在于：所述氮化钛是由氮化铝与基底中的钛元素发生部分溶解原位形成的；和/或，所述基底的材质包括TC4。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法，其特征在于，包括：提供基底；将镍基合金、氮化铝与镀镍多壁碳纳米管混合均匀，获得金属
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：庞旭明，蒲吉斌，穆森，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：