【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高温兼容红外隐身材料，具体涉及一种耐高温红外伪装保护衣材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着红外探测技术的不断进步，以红外辐射为信号源的武器装备(如红外夜视仪、红外制导导弹等)的识别、探测和追踪能力越来越强，使战斗机、车辆和坦克等军用武器装备极易受到攻击甚至摧毁。同时，随着现代装备的不断更新换代，其热端部件的服役温度越来越高，红外辐射能量也不断增强，从而增加了服役过程中被红外侦测和识别的风险。因此，提高军用装备在高温环境下的红外隐身能力成为了军事领域的热点问题之一。
2、辐射特性属于物体的表面性质，而红外辐射主要受物体表面层材料的影响，所以在物体表面涂敷具有低红外发射率的涂层，可有效降低基体的红外辐射强度，从而达到抑制红外辐射，实现红外隐身的目的。
3、目前，被广泛研究的红外隐身材料主要包括金属材料、无机非金属材料以及复合材料。虽然大多数金属材料在低温且表面未发生氧化时，红外发射率较低，可达到抑制物体红外辐射的目的，但红外辐射往往源于军用装备的热端部件(如装甲车辆发动机壳体、排气管、高超声速飞行器发动机喷嘴以及其他高温部件)向外发散，常用的金属材料(如al、cu和ni等)受其熔点和氧化温度的限制，材料表面在服役过程中极易发生氧化，其发射率呈数倍乃至数十倍的急剧增大，从而难以满足军用装备的红外隐身需求。贵金属(pt、ag、au)材料不易发生氧化，但使用成本昂贵，且在高温环境下其耐热震性能以及力学性能较差，仍无法满足使用需求。
4、无机非金属材料具有高的熔点和良好的热稳定性，但
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种耐高温红外伪装保护衣材料及其制备方法和应用，用以解决现有技术中难以兼容高温抗氧化和红外隐身等技术问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术公开了一种耐高温红外伪装保护衣材料，所述耐高温红外伪装保护衣材料为多功能涂层材料，所述多功能涂层材料的表面为α-al2o3层，底部为脱al的纳米层状mbene层。
4、本专利技术还公开了上述耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，包括以下步骤：
5、s1：采用磁控溅射离子镀技术，使用mob2靶、mo靶和双al靶进行溅射沉积，获得mo-al-b涂层或(mo-b)/al多层涂层；
6、s2：对mo-al-b涂层或(mo-b)/al多层涂层进行退火热处理，得到具有mab相结构的moalb涂层；
7、s3：对具有mab相结构的moalb涂层进行热氧化处理，获得由表面为α-al2o3层，底部为脱al的纳米层状mbene层构成的多功能涂层材料。
8、进一步地，s1中，所述获得mo-al-b涂层或(mo-b)/al多层涂层，包括以下步骤：
9、s11：采用共溅射方式，mob2、mo和双al靶同时施加溅射功率，获得mo-al-b涂层；
10、s12：采用分步溅射方式，在沉积mo-b层时，仅对mob2和mo靶施加溅射功率；沉积al层时，仅对双al靶施加溅射功率，以此方式周期性重复施加溅射功率，得到(mo-b)/al多层涂层。
11、进一步地，进行共溅射或分步溅射时的工作参数为：mob2靶的溅射功率为700～750w，mo靶的溅射功率为150～200w，双al靶的溅射功率为300～350w，ar流量15～20sccm，基体负偏压为50～90v，靶基距为50～180mm，工件架转速为3～5rpm，腔体内工作气压约为6.67～12.50×10-2pa。
12、进一步地，进行共溅射和分步溅射的沉积时间为0.5～3h，腔室温度为25～100℃。
13、进一步地，s1中，以原子百分数计，mo-al-b涂层或(mo-b)/al多层涂层中，满足mo：al：b的化学成分计量比为1：(0.4～1.5)：1。
14、进一步地，s2中，所述退火热处理的工艺参数为：退火热处理的升温速率小于10℃/min，退火温度范围为400～800℃，保温时间为0.2～4h。
15、进一步地，所述退火热处理采用的降温方式为随炉冷却。
16、进一步地，s3中，所述热氧化处理的温度为500～1200℃，时间为5～60min。
17、本专利技术还公开了上述耐高温红外伪装保护衣材料的应用，所述耐高温红外伪装保护衣材料作为装甲车辆发动机壳体、排气管、现代高超声速飞行器发动机喷嘴及高温部件的红外隐身材料。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术公开了一种耐高温红外伪装保护衣材料，由钼(mo)，铝(al)，硼(b)和氧(o)四种元素组成，涂层表层的高温抗氧化保护层为致密且粘附性良好的α-al2o3层，提供优异的高温抗氧化性能，涂层底部为具有良好红外屏蔽功能的纳米层状mbene层，可降低装备热端部件的红外辐射强度，提供良好的红外屏蔽性能，实现红外隐身功能，突破传统多功能隐身涂层设计理念，无需不同功能层复合，即可自形成兼容高温抗氧化和红外隐身功能的伪装保护衣材料。
20、本专利技术还公开了上述材料的制备方法，采用磁控溅射离子镀技术、退火热处理以及热氧化处理三步法，涂层自下而上自形成底部脱al的纳米层状mbene层，可降低装备热端部件的红外辐射强度，提供良好的红外屏蔽性能，实现红外隐身功能；表层为致密且粘附性良好的α-al2o3层，提供优异的高温抗氧化性能，该方法能够获得集高温抗氧化和红外隐身功能一体化的多功能涂层材料；本专利技术的涂层材料结构简单，制备工艺稳定，可实现多功能涂层材料的制备，可有效实现工业化生产。
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1.一种耐高温红外伪装保护衣材料，其特征在于，所述耐高温红外伪装保护衣材料为多功能涂层材料，所述多功能涂层材料的表面为α-Al2O3层，底部为脱Al的纳米层状MBene层。
2.权利要求1所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述获得Mo-Al-B涂层或(Mo-B)/Al多层涂层，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，进行共溅射或分步溅射时的工作参数为：MoB2靶的溅射功率为700～750W，Mo靶的溅射功率为150～200W，双Al靶的溅射功率为300～350W，Ar流量15～20sccm，基体负偏压为50～90V，靶基距为50～180mm，工件架转速为3～5rpm，腔体内工作气压约为6.67～12.50×10-2Pa。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，进行共溅射和分步溅射的沉积时间为0.5～3h，腔室温度为25～1
6.根据权利要求2所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，S1中，以原子百分数计，Mo-Al-B涂层或(Mo-B)/Al多层涂层中，满足Mo：Al：B的化学成分计量比为1：(0.4～1.5)：1。
7.根据权利要求2所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述退火热处理的工艺参数为：退火热处理的升温速率小于10℃/min，退火温度范围为400～800℃，保温时间为0.2～4h。
8.根据权利要求7所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，所述退火热处理采用的降温方式为随炉冷却。
9.根据权利要求2所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，S3中，所述热氧化处理的温度为500～1200℃，时间为5～60min。
10.权利要求1所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的应用，其特征在于，所述耐高温红外伪装保护衣材料作为装甲车辆发动机壳体、排气管、现代高超声速飞行器发动机喷嘴及高温部件的红外隐身材料。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温红外伪装保护衣材料，其特征在于，所述耐高温红外伪装保护衣材料为多功能涂层材料，所述多功能涂层材料的表面为α-al2o3层，底部为脱al的纳米层状mbene层。
2.权利要求1所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，s1中，所述获得mo-al-b涂层或(mo-b)/al多层涂层，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，进行共溅射或分步溅射时的工作参数为：mob2靶的溅射功率为700～750w，mo靶的溅射功率为150～200w，双al靶的溅射功率为300～350w，ar流量15～20sccm，基体负偏压为50～90v，靶基距为50～180mm，工件架转速为3～5rpm，腔体内工作气压约为6.67～12.50×10-2pa。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温红外伪装保护衣材料的制备方法，其特征在于，进行共溅射和分步溅射的沉积时间为0.5～3...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国君，张亚刚，谢章雯，张家晨，赵泉，王博妍，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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