一种耐高温抗烧蚀透波涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种耐高温抗烧蚀透波涂层及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温抗烧蚀透波涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于耐高温抗烧蚀涂层
，尤其涉及一种耐高温抗烧蚀透波涂层及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着飞行器速度的提高，其工作环境日趋恶劣，气动加热也更加严重
。
为了保护飞行器通信系统正常工作，透波材料应兼具耐高温
、
抗烧蚀
、
优异的力学性能和透波性能等
。
[0003]常用的耐高温透波材料主要有石英
、
氧化铝
、
莫来石
、
氮化硅及氮化硼等，但是陶瓷材料的脆性较大导致其可靠性较差，通过纤维增强可以显著改善其韧性，得到综合性能较好的复合材料
。
[0004]石英纤维增强复合材料是一种较为成熟的透波复合材料，具有优异的力热电综合性能，但是长时使用温度一般不超过
1100℃
，这限制了其在更高温度下的应用
。
[0005]氮化硅纤维增强复合材料具有综合性能优异的特点，且长时使用温度超过
1400℃
，是极具前景的高温透波材料
。
但由于原材料纤维和前驱体的成本很高，加上制备过程中需要高温
、
高压及气氛要求等，导致复合材料的成本居高不下，难以进行大范围推广
。
[0006]若能在陶瓷基透波复合材料的表面制备一种涂层，在保证陶瓷基透波复合材料的透波性能的同时，可以实现陶瓷基透波复合材料耐更高温度烧蚀的性能，这对陶瓷基透波复合材料的发展将具有非常重要的意义
。
[0007]因此，迫切需要一种耐高温抗烧蚀透波涂层及其制备方法和应用
。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术存在的一个或者多个技术问题，本专利技术提供了一种耐高温抗烧蚀透波涂层及其制备方法和应用
。
[0009]本专利技术在第一方面提供了一种耐高温抗烧蚀透波涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0010](1)
将石英粉体
、
氮化硼粉体
、
氧化硼粉体与表面改性剂混合均匀，得到基础填料；
[0011](2)
将基础填料与消泡剂加入聚硅氮烷中并混合均匀，得到复合涂料；
[0012](3)
采用复合涂料对基底材料的表面进行刷涂干燥后固化，再经热处理，在基底材料的表面制得耐高温抗烧蚀透波涂层
。
[0013]优选地，所述表面改性剂与所述石英粉体的质量比为
(1
～
10)
：
100
；所述表面改性剂与所述氮化硼粉体的质量比为
(2
～
20)
：
100
；和
/
或所述表面改性剂与所述氧化硼粉体的质量比为
(3
～
30)
：
100。
[0014]优选地，所述基础填料与所述聚硅氮烷的质量比为
(10
～
60)
：
100
；和
/
或所述消泡剂与所述聚硅氮烷的质量比为
(0.5
～
3)
：
100。
[0015]优选地，所述表面改性剂为有机硅树脂类物质
、
多巴胺类物质
、
硅烷偶联剂类物质中的一种或多种；所述消泡剂为聚醚类消泡剂
、
聚硅氧烷类消泡剂
、
聚醚改性聚硅氧烷类消
泡剂中的一种或多种；和
/
或所述聚硅氮烷的陶瓷产率不小于
60
％，所述聚硅氮烷的粘度为
200
～
2000cP。
[0016]优选地，重复进行所述刷涂干燥的次数为2～
12
次；所述固化在氮气气氛中进行，优选的是，在进行所述固化时还引入超声波处理；和
/
或所述热处理在氨气气氛中进行，优选的是，在升温至热处理的温度的过程中，所述氨气的流量随着温度的升高而增大，所述氨气的初始流量为1～
2L/min
，所述氨气的流量的增大速率为
0.1
～
0.2L/min
，在达到热处理的温度时，所述氨气的流量为
10
～
20L/min
并在该氨气流量下进行热处理
。
[0017]优选地，所述固化的温度为
120
～
180℃
；和
/
或所述热处理的温度为
550
～
650℃。
[0018]优选地，所述石英粉末
、
氮化硼粉末和
/
或氧化硼粉末为微米级粉末
、
亚微米级粉末或纳米级粉末；和
/
或所述石英粉末
、
氮化硼粉末和
/
或氧化硼粉末的纯度不小于
99
％
。
[0019]优选地，所述基底材料为陶瓷基透波复合材料；优选的是，所述陶瓷基透波复合材料为石英纤维增强复合材料
、
莫来石纤维增强复合材料
、
氧化铝纤维增强复合材料
、
石英陶瓷材料
、
莫来石陶瓷材料
、
氧化铝陶瓷材料中的一种或多种；优选的是，所述陶瓷基透波复合材料的孔隙率不大于
40
％
。
[0020]本专利技术在第二方面提供了一种耐高温抗烧蚀透波涂层，采用本专利技术在第一方面所述的制备方法制得
。
[0021]本专利技术在第三方面提供了本专利技术在第二方面所述的耐高温抗烧蚀透波涂层在高速飞行器透波材料中的应用
。
[0022]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0023](1)
本专利技术方法以多种填料加入聚硅氮烷形成复合涂料，通过刷涂的方法制备涂层，得到了耐高温
、
抗氧化
、
抗烧蚀性能以及透波性能优异的耐高温抗烧蚀透波涂层，可以有效提高基底材料的耐温抗烧蚀性能；本专利技术耐高温抗烧蚀透波涂层中的聚硅氮烷自身具有好的耐高温性能，而填料中的石英具有较好的抗氧化性能以及具有较好的透波性能，氮化硼具有更好的耐高温和透波性能，而且氧化硼的存在，使得涂层具有更好的抗氧化性，而本专利技术中耐高温抗烧蚀透波涂层中其它助剂的存在，则对复合涂料的均匀性等具有重要作用，表面改性剂可以有效改善无机填料与有机基液之间的相容性，消泡剂可以有效改善高粘度复合涂料中气泡不易消除容易产生缺陷的问题；本专利技术方法可以在较低的成本下得到具有优异的耐高温抗烧蚀性能的耐高温抗烧蚀透波涂层，该涂层可以在
1400℃
高温风洞环境下有效保护基底材料至少
100s。
[0024](2)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种耐高温抗烧蚀透波涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)
将石英粉体
、
氮化硼粉体
、
氧化硼粉体与表面改性剂混合均匀，得到基础填料；
(2)
将基础填料与消泡剂加入聚硅氮烷中并混合均匀，得到复合涂料；
(3)
采用复合涂料对基底材料的表面进行刷涂干燥后固化，再经热处理，在基底材料的表面制得耐高温抗烧蚀透波涂层
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述表面改性剂与所述石英粉体的质量比为
(1
～
10)
：
100
；所述表面改性剂与所述氮化硼粉体的质量比为
(2
～
20)
：
100
；和
/
或所述表面改性剂与所述氧化硼粉体的质量比为
(3
～
30)
：
100。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述基础填料与所述聚硅氮烷的质量比为
(10
～
60)
：
100
；和
/
或所述消泡剂与所述聚硅氮烷的质量比为
(0.5
～
3)
：
100。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述表面改性剂为有机硅树脂类物质
、
多巴胺类物质
、
硅烷偶联剂类物质中的一种或多种；所述消泡剂为聚醚类消泡剂
、
聚硅氧烷类消泡剂
、
聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂中的一种或多种；和
/
或所述聚硅氮烷的陶瓷产率不小于
60
％，所述聚硅氮烷的粘度为
200
～
2000cP。5.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：重复进行所述刷涂干燥的次数为2～<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰清，韩耀，张剑，于长清，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：