梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层及其制备方法技术

本申请提供一种梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层及其制备方法，涉及金属镀覆技术领域

【技术实现步骤摘要】
梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层及其制备方法


[0001]本申请涉及金属镀覆
，尤其涉及一种梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层及其制备方法
。

技术介绍

[0002]任何物体都时刻向外界释放红外辐射，红外制导作为一种以目标物辐射的红外线为信号的主动制导技术，可对目标物体进行探测
、
追踪，使武器装备的生存面临非常严重的威胁
。
目前，在武器表面涂覆低红外发射率涂层是有效抑制物体红外辐射强度，提高其应对红外制导导弹威胁的有效措施
。
金属材料通常表现出较低的红外发射率特性，所以使用金属材料制备的涂层可有效实现军事物体的红外隐身能力
。
[0003]其中金属银作为一种贵金属，具有耐氧化
、
熔点高等特点，武器的某些热端部位通常采用银制涂层来实现其红外隐身
。
但是，纯银涂层在超过
900℃
温度的服役环境中，在服役过程中会发生软化
、
起皱
、
剥落现象，无法保证长期有效的服役
。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层及其制备方法，以解决上述问题
。
[0005]为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：一种梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层，包括依次层叠设置的基础层
、
过渡层和顶层；所述基础层
、
所述过渡层和所述顶层均包括陶瓷和银；所述陶瓷包括
CeO2、Y2O3、ZrO2、Al2O3中的一种或多种；所述基础层的陶瓷含量为
50
‑
70vol%
，所述过渡层的陶瓷含量为
30
‑
50vol%
，所述顶层的陶瓷含量为5‑
15vol%。
[0006]优选地，所述基础层的厚度为
50
‑
150
μ
m
，所述过渡层的厚度为
50
‑
100
μ
m
，所述顶层的厚度为
50
‑
100
μ
m。
[0007]优选地，所述陶瓷为
CeO2。
[0008]本申请还提供一种所述的梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层的制备方法，包括：对金属基体进行预处理，然后采用超音速火焰喷涂技术对所述金属基体进行喷涂处理，得到所述梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层；所述喷涂处理的过程中，陶瓷粉和银粉同时且独立送粉；制备所述基础层时，所述银粉的送粉速率为
20
‑
25g/min
，所述陶瓷粉的送粉速率为
30
‑
40g/min
；制备所述过渡层时，所述银粉的送粉速率为
25
‑
35g/min
，所述陶瓷粉的送粉速率为
20
‑
30g/min
；制备所述顶层时，所述银粉的送粉速率为
35
‑
45g/min
，所述陶瓷粉的送粉速率为
10
‑
20g/min。
[0009]优选地，所述预处理包括依次进行的除油处理和粗化喷砂处理
。
[0010]优选地，所述喷涂处理的喷枪的喷嘴至作业面的距离为
300
‑
420mm
，所述喷枪的移动速度为5‑
20mm/s。
[0011]优选地，所述喷涂处理采用煤油作为燃料；所述煤油的流量为
15
‑
30L/h
，氧气的流量为
600
‑
950L/min。
[0012]优选地，所述送粉载气为
Ar
气，流量为3‑
7L/min。
[0013]优选地，所述银粉为球形，所述陶瓷粉为不规则形状
。
[0014]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：本申请提供的梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层，使用陶瓷材料与银制备复合涂层，可有效的抑制纯银在高温下的扩散
、
软化，增强涂层高温下的结合性能以及耐温性能，从而延长涂层的服役寿命
。
其中，在涂层底部设计高陶瓷相含量的基础层，陶瓷颗粒在金属银中均匀分布，可抑制涂层内金属银在高温下的扩散
、
软化
、
起皱，从而提高涂层与基体的高温结合稳定性；在涂层顶部设计低陶瓷相含量的顶层，利用陶瓷材料提高涂层耐温性的基础上，保证涂层表面发挥金属银的低发射率特性，在基础层和顶层中间设计陶瓷含量为
30vol%
‑
50vol%
的过渡层，以实现陶瓷材料含量的平稳过渡，提高涂层的稳定性
。
本申请提供的梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层，结合强度高
、
高温稳定性强
、
孔隙率低
、
红外发射率低，能够满足武器装备高温下的红外隐身需求
。
本申请使用陶瓷材料对金属银进行增强，可有效的抑制纯银在高温下的扩散
、
软化，增强涂层高温下的结合性能以及耐温性能，从而提高涂层在高温环境下的稳定性与服役寿命；通过陶瓷材料在金属银中呈浓度梯度分布状态，实现涂层界面处高结合强度以及涂层在高温环境下的耐温性能
。
[0015]本申请提供的梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层的制备方法，在超音速火焰喷涂过程中，由于焰流温度无法使陶瓷材料完全熔化，陶瓷颗粒一般通过高速焰流沉积镶嵌在金属粒子之间，加之后续粒子的夯实作用，形成陶瓷分布在金属材料中的复合涂层
。
相对涂层孔隙率较高的等离子喷涂涂层，在喷涂过程中粒子速度更高的超音速喷涂技术制备的涂层更加致密，从而可以实现致密涂层制备，从结构上保证涂层的红外隐身能力
。
采用金属与陶瓷独立同时送粉工艺，在喷涂过程中实现陶瓷相在涂层中的梯度分布
。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定
。
[0017]图1为涂层截面中陶瓷含量梯度分布示意图；图2同时独立送粉示意图；图3为实施例制得的梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层的截面
SEM
照片
。
具体实施方式
[0018]如本文所用之术语：“由
……
制备”与“包含”同义
。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括
。
例如，包含所列要素的组合物
、
步骤
、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层，其特征在于，包括依次层叠设置的基础层
、
过渡层和顶层；所述基础层
、
所述过渡层和所述顶层均包括陶瓷和银；所述陶瓷包括
CeO2、Y2O3、ZrO2、Al2O3中的一种或多种；所述基础层的陶瓷含量为
50
‑
70vol%
，所述过渡层的陶瓷含量为
30
‑
50vol%
，所述顶层的陶瓷含量为5‑
15vol%。2.
根据权利要求1所述的梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层，其特征在于，所述基础层的厚度为
50
‑
150
μ
m
，所述过渡层的厚度为
50
‑
100
μ
m
，所述顶层的厚度为
50
‑
100
μ
m。3.
根据权利要求1或2所述的梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层，其特征在于，所述陶瓷为
CeO2。4.
一种权利要求1‑3任一项所述的梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层的制备方法，其特征在于，包括：对金属基体进行预处理，然后采用超音速火焰喷涂技术对所述金属基体进行喷涂处理，得到所述梯度陶瓷增强银基复合低红外发射率涂层；所述喷涂处理的过程中，陶瓷粉和银粉同时且独立送粉；制备所述基础层时，所述银粉的送粉速率为
20
‑
25g/min
，所述陶瓷粉的送粉速率为
30

【专利技术属性】
技术研发人员：韩日飞，周琦，彭浩然，张鑫，章德铭，白博添，李善节，
申请(专利权)人：北矿新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：