CN106003864A - 基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料及其制备方法 - Google Patents

基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料，由内至外依次包括介质层Ⅰ、电阻层、介质层Ⅱ和频率选择表面层，其中介质层Ⅰ和介质层Ⅱ的材料为氧化物纤维增强氧化物基复合材料，电阻层主要由耐高温电阻涂层组成，频率选择表面层主要由呈周期性图案的耐高温、抗氧化、低红外发射率的金属镀层组成。本发明的制备方法包括：先制备介质层I，再采用丝网印刷工艺，在介质层I上制备电阻层；然后在电阻层上制备介质层Ⅱ；最后采用物理沉积工艺与激光刻蚀工艺在介质层Ⅱ上制备频率选择表面，完成隐身材料的制备。本发明的雷达与红外兼容隐身材料可以耐受至少1000℃以上的高温，具有较好的耐高温性和优异的抗氧化性。

Description

基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料及其制备方法
技术领域
本发明属于雷达吸波材料领域，尤其涉及一种基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料及其制备方法。
背景技术
随着多谱段探测与制导技术的迅速发展，单一功能隐身材料已经不能满足装备发展需要。多波段兼容隐身材料，尤其是雷达与红外兼容隐身材料，已成为隐身材料研究的发展方向。然而，要实现材料在雷达与红外隐身功能的一体化(也即相互兼容)，还存在一定的矛盾，原因在于雷达隐身要求对电磁波的强吸收、低反射，而红外隐身要求低吸收、高反射。因此，如何通过材料结构设计解决两者间的矛盾，是实现雷达红外兼容隐身的关键。同时，随着飞行速度的提高以及对飞行器尾向隐身性能的新要求，具有耐高温能力的雷达/红外兼容隐身材料已经成为制约飞行器高温部位隐身性能的瓶颈技术。
ZL201110053460.7号中国专利、ZL201110052115.1号中国专利、ZL201210139046.2号中国专利、ZL201410128311.6号中国专利文献分别公开了几种连续纤维增强陶瓷基吸波复合材料及其制备方法，公开的几种吸波复合材料具有较好的吸波性能以及耐温性，但不具备红外隐身性能。基于以上分析，目前对可应用于高温环境的雷达红外兼容隐身材料尚属空白，亟待提出具备耐高温能力的雷达红外兼容隐身材料及相应的制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料，为层状结构，由内至外依次包括介质层Ⅰ、电阻层、介质层Ⅱ和频率选择表面层，其中介质层Ⅰ和介质层Ⅱ的材料为氧化物纤维增强氧化物基复合材料，所述电阻层主要由耐高温电阻涂层组成，所述频率选择表面层主要由呈周期性图案的耐高温、抗氧化、低红外发射率的金属镀层组成。
上述的雷达与红外兼容隐身材料，优选的，所述金属镀层的金属材料选自银、金、铂、钯中的一种或多种的合金。
上述的雷达与红外兼容隐身材料，优选的，所述金属镀层的周期性图案是指呈矩阵式分布的正方形贴片图案，该正方形贴片所在矩阵单元的边长为0.8mm～2.0mm，该正方形贴片的边长与矩阵单元的边长的比值为0.8～0.95。
上述的雷达与红外兼容隐身材料，优选的，所述耐高温电阻涂层的材料体系为二氧化钌系玻璃基电阻涂层。本发明选取的二氧化钌系玻璃基电阻涂层能够保证吸波材料具有耐高温且电阻特性稳定的优势。
上述的雷达与红外兼容隐身材料，优选的，所述氧化物纤维增强氧化物基复合材料包括连续石英纤维增强氧化物基复合材料、连续铝硅酸盐纤维增强氧化物基复合材料、连续莫来石纤维增强氧化物基复合材料或连续氧化铝纤维增强氧化物基复合材料。在高温环境中，材料的电磁参数和隐身性能不但随频率变化，而且还会随温度发生变化，当设计高温隐身材料时，必须考虑材料在高温环境中的温度特性，保证材料能够在高温环境中的隐身功能。本发明选取的这几种连续氧化物纤维增强氧化物复合材料不仅能够保证吸波材料产品具有好的力学性能和抗热震性能，还能保证吸波材料具有耐高温、抗氧化性能，其被上层的电阻涂层覆盖后，仍具有所需的电性能。
上述的雷达与红外兼容隐身材料，优选的，所述介质层Ⅰ和介质层Ⅱ的厚度为2～3mm；所述电阻层的厚度为0.01～0.04mm；所述频率选择表面层的厚度不低于0.5μm。
基于同一个发明构思，本发明还提供一种上述的雷达与红外兼容隐身材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备介质层I；
(2)采用丝网印刷工艺，将用于制备所述耐高温电阻涂层的涂料印制在步骤(1)制备的介质层I上，经干燥和烧结处理后，在介质层I上得到电阻层；
(3)将用于制备介质层Ⅱ的连续氧化物纤维织物铺在步骤(2)制备的电阻层上，以缝合的方式将其和电阻层、介质层I缝合在一起后进行反复致密化，便在电阻层上得到介质层Ⅱ；
(4)在步骤(3)制备的介质层Ⅱ上，采用物理沉积工艺制备所述的金属镀膜，再采用激光刻蚀工艺将所述金属镀膜刻蚀成频率选择表面，完成雷达与红外兼容隐身材料的制备。
上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，制备介质层I的具体过程为：先选取连续氧化物纤维作为制备介质层Ⅰ的材料，再在选取的连续氧化物纤维织物的Z向方向上镶嵌一定密度的铜丝，制得介质层Ⅰ的预成型体；再采用浸渍裂解工艺或溶胶-凝胶工艺对前述介质层Ⅰ的预成型体进行反复致密化，然后放置于浓硝酸中，完全腐蚀掉所有Z向分布的铜丝后得到Z向方向具有一定密度孔的介质层Ⅰ；其中，所述铜丝镶嵌的密度为0.5根/cm2～2根/cm2；
所述步骤(3)中，制备介质层Ⅱ的具体过程为：将制备介质层Ⅱ的连续氧化物纤维织物铺在步骤(2)制备的电阻层上，再采用氧化物纤维通过介质层Ⅰ上的Z向孔洞以缝合的方式将连续氧化物纤维织物与介质层Ⅰ连接成一个整体；随后采用浸渍裂解工艺或溶胶-凝胶工艺对前述的整体进行反复致密化，便在电阻层上得到介质层Ⅱ。
上述的制备方法，优选的，所述步骤(2)中，丝网印刷工艺过程中，丝网目数为180～300目，印制遍数为1～3遍；干燥过程中的干燥温度为150℃～250℃，干燥时间为2h～4h；烧结过程中的峰值烧结温度为1000℃～1050℃，升温速度为15℃/min～20℃/min，烧结时间为10min～120min；
所述步骤(4)中，物理沉积工艺具体是指采用磁控溅射工艺，所述磁控溅射工艺的控制参数包括：保护气氛为Ar气，溅射功率为80W～120W，气氛压强控制为0.5Pa～2Pa，溅射时间为5min～90min；激光刻蚀工艺过程中采用皮秒激光器，激光功率为4W～5W，扫描速度为40mm/s～50mm/s，扫描2遍～3遍。
上述的制备方法，优选的，所述耐高温电阻涂层的涂料为二氧化钌系玻璃基电阻涂料，该涂料的制备方法包括以下步骤：将玻璃原料粉体混合均匀后经1300℃～1500℃的温度熔炼1h～3h，然后将得到的玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃，再将玻璃球磨成玻璃粉后先与RuO2粉混合均匀，再与有机载体混合均匀制成二氧化钌系玻璃基电阻涂料；
所述玻璃原料粉体主要由以下质量百分比的组分组成：
SiO2 30％～50％；
Al2O3 10％～25％；
PbO 12％～25％；
MgO 5％～15％；
CaO 5％～10％；
ZnO 3％～10％；
BaO 2％～8％；和B2O3 1％～5％。
上述玻璃粉与RuO2粉的混合过程在行星式重力搅拌机中混合，行星式重力搅拌机的公转速度1280rpm～1500rpm，自转速度为公转速度的30％～60％，搅拌时间60～120min。
上述玻璃与RuO2的混合粉料与有机载体的混合过程在三辊研磨机中进行，三辊研磨机的转速为250～450r/min，研磨混料时间为3～6h。
上述的制备方法中，RuO2粉体占玻璃粉和RuO2粉总质量的45％～85％，所述耐高温电阻涂料中有机载体的质量分数为25％～20％，所述有机载体主要由质量分数为80％～90％的柠檬酸三丁酯、2％～5％的硝酸纤维素和10％～15％卵磷脂组成。
上述的制备方法制备得到的二氧化钌系玻璃基电阻涂料粘度为170～300pa·s。
上述玻璃球磨成玻璃粉的过程在玛瑙球磨罐中以丙酮为球磨介质进行球磨，球磨的工艺过程中，球料质量比为(2～3):1，球磨转速为380r/min～450r/min，球磨时间为6h～12h；球磨后的粉体过200目～400目筛。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明获得的基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料可以耐受至少1000℃以上的高温，具有较好的耐高温性和优异的抗氧化性。
(2)本发明获得的基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料采用复合材料二次缝合技术制备而成，使得复合材料有着较高的层间剪切强度，因而具有较好的力学性能和热震性能，从而可以实现隐身、承载和防热等多重功能的一体化。
(3)本发明获得的耐高温雷达红外兼容隐身材料各层的原材料价格低廉，成本低，性能稳定。
附图说明
图1是本发明中耐高温雷达与红外兼容隐身材料的结构图。
图2是本发明实施例1中制备的制备耐高温电阻涂料照片。
图3是本发明实施例1中制备的耐高温雷达与红外兼容隐身材料的照片。
图4是实施例1中制备的耐高温雷达与红外兼容隐身材料在常温、1000℃以及1000℃考核后恢复室温的反射率曲线。
图5为本发明实施例1中制备的耐高温雷达与红外兼容隐身材料在600℃、800℃、1000℃下、3～5μm红外波段的平均发射率。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于一下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
一种如图1所示的本发明的基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料，包括四层结构，由内至外依次包括介质层Ⅰ、电阻层、介质层Ⅱ以及频率选择表面层，其中，介质层Ⅰ和介质层ⅠⅡ均采用莫来石纤维增强莫来石基复合材料，介质层Ⅰ和介质层Ⅱ的厚度均为2.5mm(即d1＝d3＝2.5mm)；电阻层为二氧化钌系玻璃基电阻涂层(二氧化钌RuO2为导电相、硼硅酸铅玻璃为粘结剂)，电阻层的厚度为d2＝0.02mm；频率选择表面层由呈周期性图案的耐高温、抗氧化、低红外发射率的金属镀层组成，该金属镀层为厚度为1.8μm的铂镀层，铂镀层上的图案为呈矩阵式分布的正方形贴片图案，正方形贴片所在矩阵单元的边长a＝1.732mm，正方形贴片的边长与矩阵单元的边长的比值x＝0.9。
本实施例的雷达与红外兼容隐身材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备Z向方向孔密度为0.5个/cm2的介质层Ⅰ复合材料：选取莫来石纤维增强莫来石基复合材料作为介质层Ⅰ的材料体系，然后在连续莫来石纤维织物的Z向方向上镶嵌密度为0.5根/cm2的铜丝，制得介质层Ⅰ的预成型体；随后，采用溶胶-凝胶工艺对介质层Ⅰ的预成型体进行反复致密化，然后放置于浓硝酸中，完全腐蚀掉所有Z向分布的铜丝，得到Z向方向孔密度为0.5个/cm2的介质层Ⅰ，最后，将其厚度加工至2.5mm；
(2)制备耐高温电阻层涂料：
(a)熔炼玻璃：将各化学组分含量分别为SiO2 45％、Al2O315％、PbO12％、MgO 8％、CaO 5％、ZnO 7％、BaO 5％、B2O3 3％的玻璃原料粉体混合均匀，装入铂金坩埚中，再一起置于马弗炉中，以20℃/min的升温速率升到1400℃，熔炼3h，随后，将熔化后的玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣；
(b)粉碎玻璃：将得到的玻璃渣在玛瑙球磨罐中进行球磨，以丙酮为球磨介质，球料质量比为2：1，转速为450r/min，球磨时间为8h，球磨完成后100℃烘干1h、过250目筛，得到玻璃粉；
(c)混料：将得到的玻璃粉和RuO2粉按照质量比为51：49的比例在行星式重力搅拌机中混料，搅拌机的公转速度为1460rpm，自转速度为公转速度的30％，搅拌时间为120min；
(d)制备涂料：首先将柠檬酸三丁酯、硝酸纤维素和卵磷脂按照80：5：15的质量比配制成有机载体，随后，将上述步骤(c)中制得的玻璃与RuO2混合粉料与有机载体按75：25的质量比混合，然后在三辊研磨机中研磨混料，三辊研磨机转速为300r/min，三辊研磨机混料时间为3h，得到耐高温电阻层涂料(涂料的粘度为250Pa·s)，其照片如图2所示；
(3)制备电阻层：采用丝网印刷工艺(丝网目数250目，印制1遍)，将步骤(2)制备的耐高温电阻涂料印制在步骤(1)中制备的介质层Ⅰ上，随后，经干燥(250℃下保温2h)和烧结过程(峰值烧结温度1000℃，升温速度为20℃/min，烧结时间10min)，耐高温的电阻层即烧结在介质层Ⅰ的表面；
(4)制备介质层Ⅱ：选取与步骤(1)相同的莫来石纤维织物铺在步骤(2)制备的电阻层上，并采用莫来石纤维通过介质层Ⅰ上的Z向孔洞以缝合的方式将莫来石纤维织物与电阻层、介质层Ⅰ连接成一个整体，采用溶胶-凝胶工艺对该整体进行反复致密化，介质层Ⅱ便与电阻层、介质层Ⅰ成为了一个致密的整体，最后将介质层Ⅱ的厚度加工至2.5mm；
(5)制备频率选择表面层：以金属铂为耐高温红外低发射率材料，采用磁控溅射工艺在介质层Ⅱ的表面溅射一层厚度为1.8μm的铂镀层，其中磁控溅射的工艺参数为：氩气为保护气氛，工作气压为0.8Pa，溅射温度为250℃，溅射功率为120W，溅射时间为45min；再根据频率选择表面设计的图案(呈矩阵式分布的正方形贴片图案，正方形贴片所在矩阵单元的边长为1.732mm，正方形贴片的边长与矩阵单元的边长的比值0.9)，采用皮秒激光器刻蚀金属铂镀层，激光功率5W，扫描速度40mm/s，扫描2遍，即制成具有设计图案的频率选择表面层，也即完成雷达与红外兼容隐身材料的制备。该雷达与红外兼容隐身材料的照片如图3所示。
测试本实施例制备的基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料在室温、1000℃、1000℃考核后回复到室温三个温度状态下的反射率，测试结果如图4所示，其在8～18GHz范围内均小于-8dB；测试其在600℃、800℃、1000℃下的平均红外发射率值，如图5所示，测试结果分别为0.151、0.156、0.172。
实施例2：
一种如图1所示的本发明的基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料，包括四层结构，由内至外依次包括介质层Ⅰ、电阻层、介质层Ⅱ以及频率选择表面层，其中，介质层Ⅰ和介质层ⅠⅡ均采用氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料，介质层Ⅰ的厚度d1＝2.8mm，介质层Ⅱ的厚度d3＝2.2mm；电阻层为二氧化钌系玻璃基电阻涂层(二氧化钌RuO2为导电相、硼硅酸铅玻璃为粘结剂)，电阻层的厚度为d2＝0.02mm；频率选择表面层由呈周期性图案的耐高温、抗氧化、低红外发射率的金属镀层组成，该金属镀层为厚度为2.5μm的金镀层，金镀层上的图案为呈矩阵式分布的正方形贴片图案，正方形贴片所在矩阵单元的边长a＝1.65mm，正方形贴片的边长与矩阵单元的边长的比值x＝0.9。
本实施例的雷达与红外兼容隐身材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备Z向方向孔密度为2个/cm2的介质层Ⅰ复合材料：选取氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料作为介质层Ⅰ的材料体系，然后在连续氧化铝纤维织物的Z向方向上镶嵌密度为2根/cm2的铜丝，制得介质层Ⅰ的预成型体；随后，采用溶胶-凝胶工艺对介质层Ⅰ的预成型体进行反复致密化，然后放置于浓硝酸中，完全腐蚀掉所有Z向分布的铜丝，得到Z向方向孔密度为2个/cm2的介质层Ⅰ，最后，将其厚度加工至2.8mm；
(2)制备耐高温电阻层涂料：
(a)熔炼玻璃：将各化学组分含量分别为SiO2 38％、Al2O322％、PbO12％、MgO 8％、CaO 7％、ZnO 5％、BaO 4％、B2O3 4％的玻璃原料粉体混合均匀，装入铂金坩埚中，再一起置于马弗炉中，以20℃/min的升温速率升到1450℃，熔炼3h，随后，将熔化后的玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣；
(b)粉碎玻璃：将得到的玻璃渣在玛瑙球磨罐中进行球磨，以丙酮为球磨介质，球料质量比为2：1，转速为450r/min，球磨时间为12h，球磨完成后100℃烘干1h、过300目筛，得到玻璃粉；
(c)混料：将得到的玻璃粉和RuO2粉按照质量比为50：50的比例在行星式重力搅拌机中混料，搅拌机的公转速度为1500rpm，自转速度为公转速度的40％，搅拌时间为120min；
(d)制备涂料：首先将柠檬酸三丁酯、硝酸纤维素和卵磷脂按照80：5：15的质量比配制成有机载体，随后，将上述步骤(c)中制得的玻璃与RuO2混合粉料与有机载体按75：25的质量比混合，然后在三辊研磨机中研磨混料，三辊研磨机转速为300r/min，三辊研磨机混料时间为3h，得到耐高温电阻层涂料(涂料的粘度为300Pa·s)；
(3)制备电阻层：采用丝网印刷工艺(丝网目数250目，印制1遍)，将步骤(2)制备的耐高温电阻涂料印制在步骤(1)中制备的介质层Ⅰ上，随后，经干燥(250℃下保温2h)和烧结过程(峰值烧结温度1000℃，升温速度为20℃/min，烧结时间60min)，耐高温的电阻层即烧结在介质层Ⅰ的表面；
(4)制备介质层Ⅱ：选取与步骤(1)相同的氧化铝纤维织物铺在步骤(2)制备的电阻层上，并采用氧化铝纤维通过介质层Ⅰ上的Z向孔洞以缝合的方式将氧化铝纤维织物与电阻层、介质层Ⅰ连接成一个整体，采用溶胶-凝胶工艺对该整体进行反复致密化，介质层Ⅱ便与电阻层、介质层Ⅰ成为了一个致密的整体，最后将介质层Ⅱ的厚度加工至2.2mm；
(5)制备频率选择表面层：以金为耐高温红外低发射率材料，采用磁控溅射工艺在介质层Ⅱ复合材料表面溅射一层厚度为2.5μm的金镀层，其中磁控溅射的工艺参数为：氩气为保护气氛，工作气压为0.5Pa，溅射温度为200℃，溅射功率为100W，溅射时间为60min；再根据频率选择表面设计的图案(呈矩阵式分布的正方形贴片图案，正方形贴片所在矩阵单元的边长为1.65mm，正方形贴片的边长与矩阵单元的边长的比值0.9)采用皮秒激光器刻蚀金镀层，激光功率4W，扫描速度50mm/s，扫描2遍，制成具有设计图案的频率选择表面层，也即完成雷达与红外兼容隐身材料的制备。
测试本实施例制备的基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料在室温、1000℃、1000℃考核后回复到室温三个温度状态下的反射率，其在8～18GHz范围内均小于-8dB；测试其在600℃、800℃、1000℃下平均红外发射率值，结果分别为0.174、0.185、0.192。

Claims (10)

1.一种基于频率选择表面的耐高温雷达与红外兼容隐身材料，其特征在于，所述雷达与红外兼容隐身材料为层状结构，由内至外依次包括介质层Ⅰ、电阻层、介质层Ⅱ和频率选择表面层，其中介质层Ⅰ和介质层Ⅱ的材料为氧化物纤维增强氧化物基复合材料，所述电阻层主要由耐高温电阻涂层组成，所述频率选择表面层主要由呈周期性图案的耐高温、抗氧化、低红外发射率的金属镀层组成。
2.如权利要求1所述的雷达与红外兼容隐身材料，其特征在于，所述金属镀层的金属材料选自银、金、铂、钯中的一种或多种的合金。
3.如权利要求1所述的雷达与红外兼容隐身材料，其特征在于，所述金属镀层的周期性图案是指呈矩阵式分布的正方形贴片图案，该正方形贴片所在矩阵单元的边长为0.8mm～2.0mm，该正方形贴片的边长与矩阵单元的边长的比值为0.8～0.95。
4.如权利要求1～3任一项所述的雷达与红外兼容隐身材料，其特征在于，所述耐高温电阻涂层的材料体系为二氧化钌系玻璃基电阻涂层。
5.如权利要求1～3任一项所述的雷达与红外兼容隐身材料，其特征在于，所述氧化物纤维增强氧化物基复合材料包括连续石英纤维增强氧化物基复合材料、连续铝硅酸盐纤维增强氧化物基复合材料、连续莫来石纤维增强氧化物基复合材料或连续氧化铝纤维增强氧化物基复合材料。
6.如权利要求1～3任一项所述的雷达与红外兼容隐身材料，其特征在于，所述介质层Ⅰ和介质层Ⅱ的厚度为2～3mm；所述电阻层的厚度为0.01～0.04mm；所述频率选择表面层的厚度不低于0.5μm。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的雷达与红外兼容隐身材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备介质层I；
(2)采用丝网印刷工艺，将用于制备所述耐高温电阻涂层的涂料印制在步骤(1)制备的介质层I上，经干燥和烧结处理后，在介质层I上得到电阻层；
(3)将用于制备介质层Ⅱ的纤维织物铺在步骤(2)制备的电阻层上，以缝合的方式将其和电阻层、介质层I缝合在一起后进行反复致密化，便在电阻层上得到介质层Ⅱ；
(4)在步骤(3)制备的介质层Ⅱ上，采用物理沉积工艺制备所述的金属镀膜，再采用激光刻蚀工艺将所述金属镀膜刻蚀成频率选择表面，完成雷达与红外兼容隐身材料的制备。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，制备介质层I的具体过程为：先选取连续氧化物纤维作为制备的介质层Ⅰ材料，再在选取的连续氧化物纤维织物的Z向方向上镶嵌一定密度的铜丝，制得介质层Ⅰ的预成型体；再采用浸渍裂解工艺或溶胶-凝胶工艺对前述介质层Ⅰ的预成型体进行反复致密化，然后放置于浓硝酸中，完全腐蚀掉所有Z向分布的铜丝后得到Z向方向具有一定密度孔的介质层Ⅰ；所述铜丝镶嵌的密度为0.5根/cm2～2根/cm2；
所述步骤(3)中，制备介质层Ⅱ的具体过程为：将制备介质层Ⅱ的连续氧化物纤维织物铺在步骤(2)制备的电阻层上，再采用氧化物纤维通过介质层Ⅰ上的Z向孔洞以缝合的方式将连续氧化物纤维织物与介质层Ⅰ连接成一个整体，制得介质层Ⅱ的预成型体；随后采用浸渍裂解工艺或溶胶-凝胶工艺对前述介质层Ⅱ的预成型体进行反复致密化，便在电阻层上得到介质层Ⅱ。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，丝网印刷工艺过程中，丝网目数为180～300目，印制遍数为1～3遍；干燥过程中的干燥温度为150℃～250℃，干燥时间为2h～4h；烧结过程中的峰值烧结温度为1000℃～1050℃，升温速度为15℃/min～20℃/min，烧结时间为10min～120min；
所述步骤(4)中，物理沉积工艺具体是指采用磁控溅射工艺，所述磁控溅射工艺的控制参数包括：保护气氛为Ar气，溅射功率为80W～120W，气氛压强控制为0.5Pa～2Pa，溅射时间为5min～90min；激光刻蚀工艺过程中采用皮秒激光器，激光功率为4W～5W，扫描速度为40mm/s～50mm/s，扫描2遍～3遍。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述耐高温电阻涂层的涂料为二氧化钌系玻璃基电阻涂料，该涂料的制备方法包括以下步骤：将玻璃原料粉体混合均匀后经1300℃～1500℃的温度熔炼1h～3h，然后将得到的玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃，再将玻璃球磨成玻璃粉后先与RuO2粉混合均匀，再与有机载体混合均匀制成二氧化钌系玻璃基电阻涂料；
所述玻璃原料粉体主要由以下质量百分比的组分组成：
SiO2 30％～50％；
Al2O3 10％～25％；
PbO 12％～25％；
MgO 5％～15％；
CaO 5％～10％；
ZnO 3％～10％；
BaO 2％～8％；和B2O3 1％～5％。
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