CN101396738A - 隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属纳米粉的制备方法，具体为一种隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法。解决了现有金属粉体材料来作为隐形技术材料隐身效果差的问题。在5℃～15℃的情况下，高频切割次数设定在每分钟4600次～5100次的情况下将原料加工成粉体颗粒形状为球体的专用隐形技术的纳米铁粉，再分别分选出D3＝21nm，D25＝42.1nm，D50＝80nm，D75＝113.2nm，D97＝137.3nm的颗粒分布较的粉体材料，而后再“DQ包覆法”对铁粉颗粒继续厚度为：2nm－3nm的防氧化包覆。本方法制成的纳米铁粉具有成本低、吸波效果好、遮障伪装手段具有伪装频谱宽，操作快捷，相对其它伪装手段价廉经济等突出优点。

Description

隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属纳米粉的制备方法，具体为一种隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法。

背景技术

未来信息化战争是陆、海、空、天、电(磁)五位一体的联合作战，电磁环境将贯穿战争全过程，随着信息化装备日益更新，复杂电磁环境与战术训练融合加快，导致了纳米隐形材料在国内外隐形技术的研究中引起了极大的兴趣。纳米隐形材料的应用前景和未来发展是每一个国家的重点发展方向。在当今世界的信息化战争中，武器平台的高度信息化和电子化，使飞机、坦克、舰艇等所处的作战环境日益复杂。它们除受地面或空中的火力威胁和电子干扰外，其一举一动还处于雷达、红外、激光等探测器的严密监视之下，使其生存能力和战斗力面临极大的挑战。有效的应对措施是在这些武器装备表面涂覆一层特殊物质将雷达等探测器所发出的电磁波吸收，使探测器丧失发现目标的功能，以达到“隐形”的目的。

隐形技术实质上是要降低突防目标的雷达、红外、声学和光学的特征，使敌方各种探测系统难于发现、探测和跟踪目标，从而保证目标在突防中的生存能力。

现代侦察与监视技术的飞速发展使与之相对抗的伪装、隐形技术成为现代战争的必需，伪装体系特别是伪装网是对抗侦察与监视的有效手段之一。现状所谓伪装，就是利用电磁学、光学、热学、声学等技术手段，改变目标原有的特征信息，隐真示假，降低敌人的侦察效果，使敌方对已方军队的位置难以侦查。

目前国际和国内隐形技术存在的主要问题：隐形技术是降低已方目标的可探测性信号，使敌方不易探测到的伪装技术，是近年来备受瞩目的重大军事技术之一。隐形技术按频谱可分为雷达隐形技术、激光隐形技术、可见光隐形技术、红外隐形技术等。20世纪60年代以后，随着激光技术的飞速发展，武器装备等方面也有迅猛发展，以激光束作为信息载体的各种激光设备，如激光测距机、激光制导装置、激光雷达等越来越普遍应用到战场中。目标因为容易被发现而处于被动地位，大大影响其战斗力，因而激光隐形技术在现代隐形技术中的地位变得越来越重要，受到国内外的高度重视。

但是，目前世界上的军事强国，特别是美国、德国、英国、俄罗斯所应用的隐形技术，因为其隐形材料所限，所以隐形效果不佳。主要体现在反侦查能力弱、吸收有效侦查波少，主动防御性不够理想。

目前研制和应用的吸波材料主要有两类：一类是介电吸波材料，其制造方法是在高分子介质中添加电损耗性物质，如碳纤维、导电炭黑、碳化硅等，依靠电抗损耗入射能量；另一类是电磁性吸收材料，系通过添加铁氧体等磁性物质到基体中，依靠电磁损耗入射能量。

目前国外隐形材料的发展及研究现状，主要包括铁氧体材料、高分子材料、结构吸波材料、陶瓷材料、微粉和超微粒子、纳米材料及纳米复合材料，但是其材料的形状几乎都是不规则片状、树枝状、三角状等颗粒形状，以国外通用的不规则片状金属粉体材料来作为隐形技术材料应用时，在2--18GH_z雷达波段内的反射率-3dB左右，这样明显的吸波效果不好。

同样的不规则片状金属粉体材料来作为隐形技术材料应用在地面设施上或者是运动的地面设备上，其红外发射率为0.97，远大于植被红外发射率0.72。满足不了隐形目标与周边环境温差相似的基本要求。

专利申请号为2006100481685记载了一种金属纳米粉体零界颗粒切割生产工艺，该专利申请记载了一种全新的零界颗粒切割金属纳米粉体材料工艺，以铁粉为例，步骤包括，将铁粉置于—10℃～+15℃的加工温度状态下，然后对铁粉颗粒进行高速切割，每分钟控制在5000～6000次，然后对切割后的铁粉颗粒已6000转/分钟的高频研磨，再进行物理还原，表面包覆处理，最后分级分选即可得到产品。而且经过发明人的研究发现，在该工艺中提高或者降低加工“切割”频率并相应地调整“加工温度”后生产出的各个不同级别的纳米铁粉或者其它金属粉，而且特性有着明显的区别，经过分级分选和配比后可广泛用于不同行业或领域。该专利申请所记载的技术方案是申请人在纳米金属粉末材料加工技术领域首次提出了“切割”这一加工的概念，利用研磨介质之间的相对高速往复碰撞和摩擦即可将原料金属粉加工至纳米级别，而这种研磨介质之间单位时间内的高速往复运动的次数可以称为“频率”，其对原料的粉碎过程可称为“切割”；并且提出了具体的加工参数，并且通过实践证明了通过设定相应的“切割”频率和控制相应的加工温度就可以加工出优质纳米铁粉这一技术方案。

专利申请号为2006101620469公开了一种金属微、纳米颗粒包覆工艺，该申请的技术方案能在金属粉体材料的表面形成一层厚度为1nm—3nm的高质量防氧化保护层，以下称为“DQ包覆法”。想较传统的纳米金属粉末的包覆工艺，该技术方案包覆率更高，抗氧化时间更长。

发明内容

本发明为了解决现有金属粉体材料来作为隐形技术材料隐身效果差的问题而提供了一种隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法。

本发明是由以下技术方案实现的，一种隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法，是在5℃——15℃的情况下，高频切割次数设定在每分钟4600次——5100次的情况下将原料加工成粉体颗粒形状为球体的专用隐形技术的纳米铁粉，再分别分选出D3＝21nm D25＝42.1nm D50＝80nm D75＝113.2nm D97＝137.3nm的颗粒分布较的粉体材料，而后再“DQ包覆法”对铁粉颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆。使其防氧化时间达到90小时以上。

根据隐形技术的特点，将包覆后的粉体材料输入到高速研磨机中进行粉体颗粒的表面处理，使其达到粉体颗粒材料表面光滑、球体浑圆。本申请记载的技术方案，充分利用了专利申请号为2006100481685和专利申请号为2006101620469所记载内容的技术方案的思路，得到的产品具有意料不到的使用效果。

本发明技术优势：

1、本发明技术优势一是；与其它隐形材料相比，成本低、易于施工和维护等特点，在隐形技术中显得更为重要。和美国目前使用的隐形材料相比，平方米成本只有美国的1/20。

2、本发明技术优势二是；吸波效果好，在机载雷达的静态和动态试验中，2--18GH_z雷达波段内的反射率为-11dB左右，是国外同雷达波段内的反射率-2.8dB的-4倍。

3、本发明技术优势三是；在地面固定或者移动设施上实施隐形技术，其红外发射率为0.72--0.77之间，非常接近大地植被的红外发射率为0.72。

4、本发明技术优势四是；应用到地面设施的人工覆盖物上时，遮障伪装手段具有伪装频谱宽，操作快捷，相对其它伪装手段价廉经济等突出优点。

具体实施方式

实施例1，一种隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法，(具体加工方法参考专利申请号为2006100481685记载的金属纳米粉体零界颗粒切割生产工艺，)是在15℃的情况下，高频切割次数设定在每分钟4600次的情况下生产、加工粉体颗粒形状为球体的专用隐形技术的纳米铁粉，再分别分选出(80nm为例)D3＝21nm D25＝42.1nm D50＝80nm D75＝113.2nm D97＝137.3nm的颗粒分布较的粉体材料，而后，再“DQ包覆法”对铁粉颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆，使其防氧化时间达到90小时以上。

实施例2，一种隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法，是在15℃的情况下，高频切割次数设定在每分钟5100次的情况下生产、加工粉体颗粒形状为球体的专用隐形技术的纳米铁粉，再分别分选出(80nm为例)D3＝21nm D25＝42.1nmD50＝80nm D75＝113.2nm D97＝137.3nm的颗粒分布较的粉体材料，而后，再“DQ包覆法”对铁粉颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆，使其防氧化时间达到90小时以上。

实施例3，一种隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法，是在10℃的情况下，高频切割次数设定在每分钟4900次的情况下生产、加工粉体颗粒形状为球体的专用隐形技术的纳米铁粉，再分别分选出(80nm为例)D3＝21nm D25＝42.1nmD50＝80nm D75＝113.2nm D97＝137.3nm的颗粒分布较的粉体材料，而后，再“DQ包覆法”对铁粉颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆，使其防氧化时间达到90小时以上。

Claims (1)

1、一种隐形涂料专用纳米铁粉的制备方法，其特征是：在5℃——15℃的情况下，高频切割次数设定在每分钟4600次——5100次的情况下将原料加工成粉体颗粒形状为球体的专用隐形技术的纳米铁粉，再分别分选出D3＝21nmD25＝42.1nm D50＝80nm D75＝113.2nm D97＝137.3nm的颗粒分布较的粉体材料，而后再“DQ包覆法”对铁粉颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆。