一种激光防护金属基复合材料涂层及其制备方法技术

本发明专利技术属于涂层材料技术领域，本发明专利技术提供了一种激光防护金属基复合材料涂层及其制备方法，激光防护金属基复合材料涂层包含铝基体和

【技术实现步骤摘要】
一种激光防护金属基复合材料涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂层材料
，尤其涉及一种激光防护金属基复合材料涂层及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着激光技术的不断进步，高能激光武器在军事领域已逐渐进入实战化应用阶段
。
为了保证武器装备在激光辐照的情况下正常工作，激光防护材料的研发势在必行
。
激光防护涂层是对飞机
、
导弹等易受激光打击目标进行激光防护最常见
、
也是最有效的方法，因此激光防护涂层材料的研究成为激光防护领域的研究重点
。
然而，目前针对抗高能激光防护材料方面的研究还很不充分，尤其是抗激光防护涂层材料方面的研究更是不足
。
对激光反射效果明显的材料大部分是金属材料，但是金属涂层化学性质活泼且热导率高，经过高能激光辐照后很容易被氧化而失效
。
陶瓷材料一般具有较高的熔点和优良的热障性能，然而其激光反射率通常较低
。
[0003]因此，研究得到一种具有良好的激光反射率
、
抗激光烧蚀性，提高激光防护性能的金属基复合材料涂层，具有重要的价值和意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种具有优异的激光反射性能及抗激光烧蚀性能的激光防护金属基复合材料涂层及其制备方法
。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种激光防护金属基复合材料涂层，所述激光防护金属基复合材料涂层包含铝基体和
Al3BC
颗粒，
Al3BC
颗粒分布在铝基体中；所述
Al3BC
颗粒和激光防护金属基复合材料涂层的质量比为
10
～
35
：
100
；
Al3BC
颗粒为喷涂过程中原位自生
。
[0007]作为优选，所述
Al3BC
颗粒的粒径为
0.06
～1μ
m。
[0008]作为优选，
Al3BC
颗粒均匀分布或层状分布在铝基体中
。
[0009]本专利技术还提供了所述的激光防护金属基复合材料涂层的制备方法，包含如下步骤：
[0010]1)
将铝粉
、
硼质体粉末和碳质体粉末混合，混合物顺次进行球磨预处理
、
干燥
、
筛分，得到预处理粉末；
[0011]2)
将预处理粉末在基底材料上进行喷涂，得到激光防护金属基复合材料涂层；
[0012]步骤
2)
所述喷涂为等离子喷涂或超音速火焰喷涂
。
[0013]作为优选，步骤
1)
所述混合物中，硼质体粉末的质量分数为
1.0
～
4.6
％，碳质体粉末的质量分数为
0.8
～
4.1
％，铝粉的质量分数为
91.3
～
98.2
％
。
[0014]作为优选，混合物中，碳和硼的原子比为1～2：1～
2。
[0015]作为优选，硼质体粉末包含
B4C、BN
和硼粉中的一种或几种，碳质体粉末包含石墨粉
、
炭黑
、
石墨烯和碳纤维中的一种或几种；硼质体粉末的粒径
≤2
μ
m
，碳质体粉末的粒径
≤
2
μ
m
，铝粉的粒径
≤5
μ
m。
[0016]作为优选，步骤
1)
所述球磨预处理中，球料比为6～
10
：1，转速为
300
～
400r/min
，时间为
16
～
32h
，球磨介质为酒精
。
[0017]作为优选，步骤
1)
所述预处理粉末的粒径
≤50
μ
m。
[0018]作为优选，步骤
2)
所述喷涂的距离为
150
～
250mm
，喷枪横移速度为
500
～
1500mm/s
，送粉量为4～
6r/min。
[0019]本专利技术的有益效果包括：
[0020]1)
本专利技术的激光防护金属基复合材料涂层由铝基体及
Al3BC
颗粒复合而成
。Al3BC
为六方晶体结构，具有低密度
、
高力学性能和良好的热稳定性，可有效强化铝基体
。
根据
Al3BC
的能带结构，其具有较窄的禁带宽度
(0.45eV)
，因此，其具有较高的介电常数及激光反射率，可有效降低激光能量沉积
。
另外，
Al3BC
颗粒具有较高的热稳定性，在
1100℃
以上才会发生吸热转变，有利于激光能量的耗散，提高复合材料的抗烧蚀性能
。
综上可知，
Al3BC
具有较高的激光反射率及优异的抗激光烧蚀性能，通过
Al3BC
与铝基体间的复合具有优异的激光防护性能
。
[0021]2)
本专利技术的激光防护金属基复合材料涂层中
Al3BC
颗粒为原位自生，可通过调节球磨预处理工艺及喷涂工艺，调节
Al3BC
颗粒的尺寸
、
形貌
、
分布等微观组织
。Al3BC
颗粒细小弥散，具有优异的强化效果，同时
Al3BC
颗粒尺寸稳定性高，不随温度升高而粗化，有利于其抗激光烧蚀能力的提升；
Al3BC
颗粒原位自生，使
Al3BC
与铝基体间的界面洁净无污染，界面润湿性好，界面结合强度高，有利于其抗激光烧蚀强化效果的发挥
。
[0022]3)
本专利技术的激光防护金属基复合材料涂层中
Al3BC
颗粒为均匀或层状分布，其中
Al3BC
颗粒层状分布有利于激光热量的横向传输，降低纵向传热，降低基体材料的温升，提高其激光防护性能
。
[0023]4)
本专利技术的激光防护金属基复合材料涂层制备方法工艺简便
、
适合工业化生产
。
附图说明
[0024]图1为实施例1制备的
Al3BC/Al
复合材料涂层的微观组织图；
[0025]图2为实施例1制备的
Al3BC/Al
复合材料涂层的高倍显微组织图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种激光防护金属基复合材料涂层，其特征在于，所述激光防护金属基复合材料涂层包含铝基体和
Al3BC
颗粒，
Al3BC
颗粒分布在铝基体中；所述
Al3BC
颗粒和激光防护金属基复合材料涂层的质量比为
10
～
35
：
100
；
Al3BC
颗粒为喷涂过程中原位自生
。2.
根据权利要求1所述的激光防护金属基复合材料涂层，其特征在于，所述
Al3BC
颗粒的粒径为
0.06
～1μ
m。3.
根据权利要求1或2所述的激光防护金属基复合材料涂层，其特征在于，
Al3BC
颗粒均匀分布或层状分布在铝基体中
。4.
权利要求1～3任一项所述的激光防护金属基复合材料涂层的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
1)
将铝粉
、
硼质体粉末和碳质体粉末混合，混合物顺次进行球磨预处理
、
干燥
、
筛分，得到预处理粉末；
2)
将预处理粉末在基底材料上进行喷涂，得到激光防护金属基复合材料涂层；步骤
2)
所述喷涂为等离子喷涂或超音速火焰喷涂
。5.
根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤
1)
所述混合物中，硼质体粉末的质量分数为
1.0
～
4.6
％，碳质体粉末的质量分数为
0.8
～
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓明，赵阳，赵永峰，高雪松，王文宇，任智强，滕涛，韩国峰，殷凤仕，马霞，朱胜，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：