CN111636045B - 一种2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种2‑8GHz频段用双损耗三层吸波涂层及其制备方法，属于吸波涂层制备技术领域。所述制备方法通过将多种损耗类型吸收剂制备成利于喷涂工艺的喷涂粉末，并采用等离子喷涂技术实现了多种损耗吸收剂的多层结构的设计和层数可控，实现了各层厚度可控的三层吸波涂层的制备，因此能够协同发挥多种损耗类型吸收剂的作用，最终提高涂层的吸波性能。因此所述制备方法具有简单、高效的特点，对于多层结构的吸波涂层的设计和制备具有重要意义。采用上述制备方法制得的2‑8GHz频段用双损耗三层吸波涂层，由于采用了微弧等离子喷涂技术，能够精确控制每层厚度，进而满足对应用不同场合、吸波性能各异的吸波涂层的要求。

Description

一种2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于吸波涂层制备技术领域，涉及一种2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层及其制备方法。

背景技术

隐身技术是指对目标的特征信号进行有效控制和抑制的技术，也被称为低可探测技术，其根本目的是降低目标的可探测性。吸波涂层是将吸收剂与粘结剂混合后涂敷在目标表面形成涂层，因其制备方法灵活多样、施工方便、不受工件形状限制等诸多优点受到世界许多国家的重视。现有的雷达吸波涂层制备工艺主要有热浸镀、旋涂法、电泳沉积和热喷涂等，其中热喷涂技术具有可喷涂材料种类多、工作效率高和成本低等特点而成为雷达吸波涂层制备的研究重点。

单一损耗的吸收剂在涂层厚度一定的情况下，往往在宽频范围内吸波性能较差，多种损耗类型并存的复合吸波涂层更容易在宽频范围内达到较好的吸波性能。在微弧等离子喷涂过程中，传统吸波材料，如羰基铁和Co、Ni等磁性金属颗粒会因温度过高而失去磁性，从而吸波性能显著降低。

经过合理设计，双层或多层结构的吸波涂层能够在一定厚度范围内达到优异的吸波性能，并且各层介电常数和磁导率的取值范围更广泛更合理，这就使得涂层吸收剂的选择范围更为广泛、涂层厚度的加工精度要求更低。而且，微弧等离子喷涂技术的特点使得其更容易实现多层结构吸波涂层的制备。

目前雷达吸波涂层的工作频率主要集中在8-18GHz，少数在2-18GHz。工作频率在2-8GHz波段范围内的雷达吸波涂层研究较少或吸波性能不佳。但是，随着雷达技术的发展，S波段(2-4GHz)和C波段(4-8GHz)的应用需求越来越多。因此，开展S波段和C波段雷达吸波涂层研发和制备是极其必要和重要的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层及其制备方法，该制备方法简单、高效，实现了将多种损耗吸收剂共同存在与涂层中的制备且多种损耗吸收剂的多层结构具有可控性，经过该制备方法制得的涂层具有突出的吸波性能，并能够应用于2-8GHz频率范围。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的制备方法，包括：采用微弧等离子喷涂技术，首先将电损耗吸收剂喷涂粉末喷涂于基体表面作为底层，然后将双损耗吸收剂喷涂粉末喷涂于底层表面作为中间层，最后将磁损耗吸收剂喷涂粉末喷涂于中间层表面作为表面层，制得了2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层；其中，底层、中间层和表面层的厚度均为x，0＜x≤10mm。

优选地，电损耗吸收剂喷涂粉末为Ti₃SiC₂喷涂粉末，双损耗吸收剂喷涂粉末为Ti₃SiC₂和BaFe₁₂O₁₉混合物喷涂粉末，磁损耗吸收剂喷涂粉末为BaFe₁₂O₁₉喷涂粉末。

进一步优选地，电损耗吸收剂喷涂粉末、磁损耗吸收剂喷涂粉末和双损耗吸收剂喷涂粉末的制备方法，具体包括以下步骤：

1)电损耗吸收剂喷涂粉末的制备

以Ti₃SiC₂作为电损耗吸收剂，以透波陶瓷作为涂层基体材料，将Ti₃SiC₂和透波陶瓷混合均匀得到混合粉末A，将混合粉末A进行球磨，得到均匀料浆A；

将均匀料浆A经喷雾干燥法造粒，然后过筛取100～300目的粉料，烘干，得到电损耗型喷涂粉末；

2)磁损耗吸收剂喷涂粉末的制备

以BaFe₁₂O₁₉作为磁损耗吸收剂，以透波陶瓷作为涂层基体材料，将BaFe₁₂O₁₉和透波陶瓷混合均匀得到混合粉末B，将混合粉末B进行球磨，得到均匀料浆B；

将均匀料浆B经喷雾干燥法造粒，然后过筛取100～300目的粉料，烘干，得到磁损耗型喷涂粉末；

3)双损耗吸收剂喷涂粉末的制备

将Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和透波陶瓷混合均匀得到混合粉末C，将混合粉末C进行球磨，得到均匀料浆C；

将均匀料浆C经喷雾干燥法造粒，然后过筛取100～300目的粉料，烘干，得到双损耗型喷涂粉末。

其中优选地，作为涂层基体材料的透波陶瓷包括2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂、Al₂O₃、SiO₂或ZrO₂。

其中优选地，步骤1)中，Ti₃SiC₂和透波陶瓷的混合质量比为(0.1～0.5)：(0.9～0.5)；

步骤2)中，BaFe₁₂O₁₉和透波陶瓷混合质量比为(0.1～0.7)：(0.9～0.3)；

步骤3)中，Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和透波陶瓷的混合质量比为(0.15～0.35)：(0.35～0.15)：0.5。

其中优选地，步骤1)、步骤2)和步骤3)的球磨操作中，以1％～5％质量分数的PVA溶液作为粘结剂，以聚丙烯酸钠作为分散剂；

粘结剂的用量为混合粉末质量的1％～5％；分散剂的用量为混合粉末质量的0.5％～2％。

优选地，微弧等离子喷涂技术中采用的喷涂距离为5～15cm，送粉速率为1～5g/min；

微弧等离子喷涂技术采用的主气为Ar，流量为15～25slpm，次气为N₂，流量为0～10slpm。

优选地，基体表面喷涂前，先经过清洗，然后经喷砂处理。

本发明还公开采用上述制备方法制得的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层，包括自上而下依次设置的表面层、中间层和与基体表面连接的底层，表面层为磁损耗吸收剂，中间层为双损耗吸收剂，底层为电损耗吸收剂；底层、中间层和表面层的厚度均为x，0＜x≤10mm。

优选地，底层为Ti₃SiC₂电损耗吸收剂、中间层为Ti₃SiC₂和BaFe₁₂O₁₉混合双损耗吸收剂，表面层为BaFe₁₂O₁₉磁损耗吸收剂；

通过控制各层厚度，能够使所述2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层在2-8GHz范围内的反射率小于-10dB。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的制备方法，采用多种损耗类型吸收剂消耗入射的电磁波，通过将多种损耗类型吸收剂制备成利于喷涂工艺的喷涂粉末，并采用微弧等离子喷涂技术实现了多种损耗吸收剂的多层结构的设计和制备优化，使具有不同损耗吸收功能的吸波涂层与空气的阻抗条件匹配，实现各层厚度可控的三层吸波涂层，因此能够协同发挥多种损耗类型吸收剂的作用，最终提高涂层的吸波性能。相对于传统的吸波涂层制备方法，本发明采用微弧等离子喷涂技术，在制备多层吸波涂层过程中，能够精确控制每层厚度。因此，本发明所述制备方法具有简单、高效的特点，对于多层结构的吸波涂层的设计和制备具有重要意义。

进一步地，通过选择主气为Ar、次气为N₂，利用N₂离子焰热焓高、传热快、价格便宜的特点，能够在确保等离子弧稳定且易于引燃的同时，降低成本投入。

进一步地，基体表面喷涂前通过采取清洁和喷砂的预处理操作，能够增加基体表面的粗糙度，加强涂覆涂层与基体的粘结强度。

本发明还公开了采用上述制备方法制得的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层。由于采用了微弧等离子喷涂技术，能够精确控制每层厚度，考虑到涂层的吸波性能与其相对介电常数的实部εr'与虚部εr″、相对磁导率的实部μr'与虚部μr″、吸波层厚度d以及入射电磁波频率f有关。因此，相对于单层吸波涂层的5个性能参数(由于入射电磁波的频率与应用场合有关，暂不考虑)，三层吸波涂层有15个性能参数，可以通过制备达到结构的优化，制备应用不同场合、吸波性能各异的吸波涂层。经相关试验测试可知，本发明所述2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层能够应用于2-8GHz频率范围，且在该范围内反射率小于-10dB，具有突出的吸波性能。

附图说明

图1为本发明制备的三层吸波涂层结构示意图；

图2为本发明实施例1制备2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的反射率曲线图；

图3为本发明实施例2制备2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的反射率曲线图；

图4为本发明实施例3制备2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的反射率曲线图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本发明实施例提供的一种双损耗三层吸波涂层及其制备方法，使其应用于2-8GHz频率范围。

步骤1：电损耗型喷涂粉末的制备：

按一定质量比0.3:0.7称量电损耗吸收剂Ti₃SiC₂与涂层基体材料堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，MAS)，混合，采用喷雾干燥法制备电损耗型喷涂粉末。

电损耗型喷涂粉末的制备方法按照以下步骤进行：

S1，称量：按照质量比称取Ti₃SiC₂和MAS；

S2，球磨：将称量好的Ti₃SiC₂和MAS倒入球磨罐中并加入磨球、去离子水、粘结剂和分散剂后，球磨；

S2中使用的粘结剂为3％质量分数的PVA溶液，粘结剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的3％。

S2中使用的分散剂为聚丙烯酸钠，分散剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的1％。

S3，喷雾造粒：将步骤S2制备的料浆通过蠕动泵引入离心雾化器中，雾化后的液滴进入干燥室，在飞行的过程中，液滴中的水分在高温空气的作用下迅速蒸发。由于重力作用，干燥团聚好的粉末可以被收集在干燥室下端的收集器中。将收集器中的造粒粉末过100目筛，除去大块团聚颗粒，过300目筛，除去细小的粉末，剩余粉末120℃烘干备用。

步骤2：磁损耗型喷涂粉末的制备：

按一定质量比0.3:0.7称量磁损耗吸收剂BaFe₁₂O₁₉与涂层基体材料堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，MAS)，混合，采用喷雾干燥法制备磁损耗型喷涂粉末。

磁损耗型喷涂粉末的制备方法按照以下步骤进行：

S1，称量：按照质量比称取BaFe₁₂O₁₉和MAS；

S2，球磨：将称量好的BaFe₁₂O₁₉和MAS倒入球磨罐中并加入磨球、去离子水、粘结剂和分散剂后，球磨；

S2中使用的粘结剂为3％质量分数的PVA溶液，粘结剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的3％。

S2中使用的分散剂为聚丙烯酸钠，分散剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的1％。

S3，喷雾造粒：将步骤S2制备的料浆通过蠕动泵引入离心雾化器中，雾化后的液滴进入干燥室，在飞行的过程中，液滴中的水分在高温空气的作用下迅速蒸发。由于重力作用，干燥团聚好的粉末可以被收集在干燥室下端的收集器中。将收集器中的造粒粉末过100目筛，除去大块团聚颗粒，过300目筛，除去细小的粉末，剩余粉末120℃烘干备用。

步骤3：双损耗型喷涂粉末的制备：

按一定质量比0.15:0.35:0.5称量电损耗吸收剂Ti₃SiC₂、磁损耗吸收剂BaFe₁₂O₁₉与涂层基体材料堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，MAS)，混合，采用喷雾干燥法制备双损耗型喷涂粉末。

双损耗型喷涂粉末的制备方法按照以下步骤进行：

S1，称量：按照质量比称取Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和MAS；

S2，球磨：将称量好的Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和MAS倒入球磨罐中并加入磨球、去离子水、粘结剂和分散剂后，球磨；

S2中使用的粘结剂为3％质量分数的PVA溶液，粘结剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的3％。

S2中使用的分散剂为聚丙烯酸钠，分散剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的1％。

S3，喷雾造粒：将步骤S2制备的料浆通过蠕动泵引入离心雾化器中，雾化后的液滴进入干燥室，在飞行的过程中，液滴中的水分在高温空气的作用下迅速蒸发。由于重力作用，干燥团聚好的粉末可以被收集在干燥室下端的收集器中。将收集器中的造粒粉末过100目筛，除去大块团聚颗粒，过300目筛，除去细小的粉末，剩余粉末120℃烘干备用。

步骤4：三层吸波涂层的制备：

选用金属材料45#钢作为基体，采用微弧等离子喷涂的方式喷涂电损耗吸收剂为三层吸波涂层的底层，喷涂双损耗吸收剂为三层吸波涂层的中间层，喷涂磁损耗吸收剂为三层吸波涂层的表面层；

步骤4中的电损耗吸收剂为步骤1制备的喷雾干燥粉末。

步骤4中的双损耗吸收剂为步骤3制备的喷雾干燥粉末。

步骤4中的磁损耗吸收剂为步骤2制备的喷雾干燥粉末。

S1，基体预处理：首先将基体用丙酮、酒精清洗，再进行喷砂处理以增加基体的粗糙度。将上述处理后的基体固定在与喷枪垂直的位置，在未送粉条件下对基体进行预热处理。

S2，喷涂吸波涂层：采用微弧等离子喷涂技术将制备的步骤1中电损耗吸收剂、步骤3中双损耗吸收剂、步骤2中磁损耗吸收剂先后喷涂到S1预处理过的基体表面。

S2中微弧等离子喷涂工艺中采用的喷涂距离为10cm；

S2中微弧等离子喷涂工艺中采用的主气为Ar，流量为20slpm，次气为N₂，流量为3slpm；

S2中微弧等离子喷涂工艺中采用的送粉速率为2.5g/min。

经上述操作，S2中底层的厚度为1mm；

S2中中间层的厚度为1mm；

S2中表面层的厚度为1mm。

参见图2为实施例1制备吸波涂层的反射率曲线图。从图中可以看出，该吸波涂层反射率在4.97GHz～8GHz范围内小于-5dB，在5.87GHz～8GHz范围内小于-10dB，在7.04GHz发射率达到最小值-26.8dB。

实施例2

本发明实施例提供的一种双损耗三层吸波涂层及其制备方法，使其应用于2-8GHz频率范围。

步骤1：电损耗型喷涂粉末的制备：

按一定质量比0.3:0.7称量电损耗吸收剂Ti₃SiC₂与涂层基体材料堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，MAS)，混合，采用喷雾干燥法制备电损耗型喷涂粉末。

所述一种电损耗型喷涂粉末的制备方法按照以下步骤进行：

S1，称量：按照质量比称取Ti₃SiC₂和MAS；

S2，球磨：将称量好的Ti₃SiC₂和MAS倒入球磨罐中并加入磨球、去离子水、粘结剂和分散剂后，球磨；

S2中使用的粘结剂为3％质量分数的PVA溶液，粘结剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的3％。

S2中使用的分散剂为聚丙烯酸钠，分散剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的1％。

S3，喷雾造粒：将步骤S2制备的料浆通过蠕动泵引入离心雾化器中，雾化后的液滴进入干燥室，在飞行的过程中，液滴中的水分在高温空气的作用下迅速蒸发。由于重力作用，干燥团聚好的粉末可以被收集在干燥室下端的收集器中。将收集器中的造粒粉末过100目筛，除去大块团聚颗粒，过300目筛，除去细小的粉末，剩余粉末120℃烘干备用。

步骤2：磁损耗型喷涂粉末的制备：

按一定质量比0.3:0.7称量磁损耗吸收剂BaFe₁₂O₁₉与涂层基体材料堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，MAS)，混合，采用喷雾干燥法制备磁损耗型喷涂粉末。

所述一种磁损耗型喷涂粉末的制备方法按照以下步骤进行：

S1，称量：按照质量比称取BaFe₁₂O₁₉和MAS；

S2，球磨：将称量好的BaFe₁₂O₁₉和MAS倒入球磨罐中并加入磨球、去离子水、粘结剂和分散剂后，球磨；

S2中使用的粘结剂为3％质量分数的PVA溶液，粘结剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的3％。

S2中使用的分散剂为聚丙烯酸钠，分散剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的1％。

S3，喷雾造粒：将步骤S2制备的料浆通过蠕动泵引入离心雾化器中，雾化后的液滴进入干燥室，在飞行的过程中，液滴中的水分在高温空气的作用下迅速蒸发。由于重力作用，干燥团聚好的粉末可以被收集在干燥室下端的收集器中。将收集器中的造粒粉末过100目筛，除去大块团聚颗粒，过300目筛，除去细小的粉末，剩余粉末120℃烘干备用。

步骤3：双损耗型喷涂粉末的制备：

按一定质量比0.15:0.35:0.5称量电损耗吸收剂Ti₃SiC₂、磁损耗吸收剂BaFe₁₂O₁₉与涂层基体材料堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，MAS)，混合，采用喷雾干燥法制备双损耗型喷涂粉末。

所述一种双损耗型喷涂粉末的制备方法按照以下步骤进行：

S1，称量：按照质量比称取Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和MAS；

S2，球磨：将称量好的Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和MAS倒入球磨罐中并加入磨球、去离子水、粘结剂和分散剂后，球磨；

S2中使用的粘结剂为3％质量分数的PVA溶液，粘结剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的3％。

S2中使用的分散剂为聚丙烯酸钠，分散剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的1％。

S3，喷雾造粒：将步骤S2制备的料浆通过蠕动泵引入离心雾化器中，雾化后的液滴进入干燥室，在飞行的过程中，液滴中的水分在高温空气的作用下迅速蒸发。由于重力作用，干燥团聚好的粉末可以被收集在干燥室下端的收集器中。将收集器中的造粒粉末过100目筛，除去大块团聚颗粒，过300目筛，除去细小的粉末，剩余粉末120℃烘干备用。

步骤4：三层吸波涂层的制备：

选用金属材料45#钢作为基体，采用微弧等离子喷涂的方式喷涂电损耗吸收剂为三层吸波涂层的底层，喷涂双损耗吸收剂为三层吸波涂层的中间层，喷涂磁损耗吸收剂为三层吸波涂层的表面层。

步骤4中的电损耗吸收剂为步骤1制备的喷雾干燥粉末。

步骤4中的双损耗吸收剂为步骤3制备的喷雾干燥粉末。

步骤4中的磁损耗吸收剂为步骤2制备的喷雾干燥粉末。

S1，基体预处理：首先将基体用丙酮、酒精清洗，再进行喷砂处理以增加基体的粗糙度。将上述处理后的基体固定在与喷枪垂直的位置，在未送粉条件下对基体进行预热处理。

S2，喷涂吸波涂层：采用微弧等离子喷涂技术将制备的步骤1中电损耗吸收剂、步骤3中双损耗吸收剂、步骤2中磁损耗吸收剂先后喷涂到S1预处理过的基体表面。

S2中微弧等离子喷涂工艺中采用的喷涂距离为10cm；

S2中微弧等离子喷涂工艺中采用的主气为Ar，流量为20slpm，次气为N₂，流量为3slpm；

S2中微弧等离子喷涂工艺中采用的送粉速率为2.5g/min。

S2中底层的厚度为0.5mm；

S2中中间层的厚度为0.5mm；

S2中表面层的厚度为4mm。

参见图3为实施例2制备吸波涂层的反射率曲线图。从图中可以看出，该吸波涂层反射率在3.44GHz～7.76GHz范围内小于-5dB，在4.01GHz～6.65GHz范围内小于-10dB，在4.61GHz发射率达到最小值-20.9dB。

实施例3

本发明实施例提供的一种双损耗三层吸波涂层及其制备方法，使其应用于2-8GHz频率范围。

步骤1：电损耗型喷涂粉末的制备：

按一定质量比0.5:0.5称量电损耗吸收剂Ti₃SiC₂与涂层基体材料堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，MAS)，混合，采用喷雾干燥法制备电损耗型喷涂粉末。

所述一种电损耗型喷涂粉末的制备方法按照以下步骤进行：

S1，称量：按照质量比称取Ti₃SiC₂和MAS；

S2，球磨：将称量好的Ti₃SiC₂和MAS倒入球磨罐中并加入磨球、去离子水、粘结剂和分散剂后，球磨；

S2中使用的粘结剂为3％质量分数的PVA溶液，粘结剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的3％。

S2中使用的分散剂为聚丙烯酸钠，分散剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的1％。

S3，喷雾造粒：将步骤S2制备的料浆通过蠕动泵引入离心雾化器中，雾化后的液滴进入干燥室，在飞行的过程中，液滴中的水分在高温空气的作用下迅速蒸发。由于重力作用，干燥团聚好的粉末可以被收集在干燥室下端的收集器中。将收集器中的造粒粉末过100目筛，除去大块团聚颗粒，过300目筛，除去细小的粉末，剩余粉末120℃烘干备用。

步骤2：磁损耗型喷涂粉末的制备：

按一定质量比0.5:0.5称量磁损耗吸收剂BaFe₁₂O₁₉与涂层基体材料堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，MAS)，混合，采用喷雾干燥法制备磁损耗型喷涂粉末。

所述一种磁损耗型喷涂粉末的制备方法按照以下步骤进行：

S1，称量：按照质量比称取BaFe₁₂O₁₉和MAS；

S2，球磨：将称量好的BaFe₁₂O₁₉和MAS倒入球磨罐中并加入磨球、去离子水、粘结剂和分散剂后，球磨；

S2中使用的粘结剂为3％质量分数的PVA溶液，粘结剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的3％。

S2中使用的分散剂为聚丙烯酸钠，分散剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的1％。

S3，喷雾造粒：将步骤S2制备的料浆通过蠕动泵引入离心雾化器中，雾化后的液滴进入干燥室，在飞行的过程中，液滴中的水分在高温空气的作用下迅速蒸发。由于重力作用，干燥团聚好的粉末可以被收集在干燥室下端的收集器中。将收集器中的造粒粉末过100目筛，除去大块团聚颗粒，过300目筛，除去细小的粉末，剩余粉末120℃烘干备用。

步骤3：双损耗型喷涂粉末的制备：

按一定质量比0.25:0.25:0.5称量电损耗吸收剂Ti₃SiC₂、磁损耗吸收剂BaFe₁₂O₁₉与涂层基体材料堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，MAS)，混合，采用喷雾干燥法制备双损耗型喷涂粉末。

所述一种双损耗型喷涂粉末的制备方法按照以下步骤进行：

S1，称量：按照质量比称取Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和MAS；

S2，球磨：将称量好的Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和MAS倒入球磨罐中并加入磨球、去离子水、粘结剂和分散剂后，球磨；

S2中使用的粘结剂为3％质量分数的PVA溶液，粘结剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的3％。

S2中使用的分散剂为聚丙烯酸钠，分散剂的质量为步骤S1中混合粉末质量的1％。

S3，喷雾造粒：将步骤S2制备的料浆通过蠕动泵引入离心雾化器中，雾化后的液滴进入干燥室，在飞行的过程中，液滴中的水分在高温空气的作用下迅速蒸发。由于重力作用，干燥团聚好的粉末可以被收集在干燥室下端的收集器中。将收集器中的造粒粉末过100目筛，除去大块团聚颗粒，过300目筛，除去细小的粉末，剩余粉末120℃烘干备用。

步骤4：三层吸波涂层的制备：

选用金属材料45#钢作为基体，采用微弧等离子喷涂的方式喷涂电损耗吸收剂为三层吸波涂层的底层，喷涂双损耗吸收剂为三层吸波涂层的中间层，喷涂磁损耗吸收剂为三层吸波涂层的表面层。

步骤4中的电损耗吸收剂为步骤1制备的喷雾干燥粉末。

步骤4中的双损耗吸收剂为步骤3制备的喷雾干燥粉末。

步骤4中的磁损耗吸收剂为步骤2制备的喷雾干燥粉末。

S1，基体预处理：首先将基体用丙酮、酒精清洗，再进行喷砂处理以增加基体的粗糙度。将上述处理后的基体固定在与喷枪垂直的位置，在未送粉条件下对基体进行预热处理。

S2，喷涂吸波涂层：采用微弧等离子喷涂技术将制备的步骤1中电损耗吸收剂、步骤3中双损耗吸收剂、步骤2中磁损耗吸收剂先后喷涂到S1预处理过的基体表面。

S2中微弧等离子喷涂工艺中采用的喷涂距离为10cm；

S2中微弧等离子喷涂工艺中采用的主气为Ar，流量为20slpm，次气为N₂，流量为3slpm；

S2中微弧等离子喷涂工艺中采用的送粉速率为2.5g/min。

S2中底层的厚度为0.5mm；

S2中中间层的厚度为1mm；

S2中表面层的厚度为5mm。

参见图4为实施例3制备吸波涂层的反射率曲线图。从图中可以看出，该吸波涂层反射率在2GHz～3.71GHz范围内小于-5dB，在2.36GHz～2.96GHz范围内小于-10dB，在2.63GHz发射率达到最小值-12.9dB。

参见图1可知，为上述实施例中制备得到的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层中具有的三层结构示意图。经微弧等离子喷涂技术先后对不同损耗吸收剂进行喷涂，形成了以磁损耗吸收剂为表面层、以双损耗吸收剂作为中间层和以电损耗吸收剂作为直接接于基体表面的底层的三层结构。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的制备方法，其特征在于，包括：采用微弧等离子喷涂技术，首先将电损耗吸收剂喷涂粉末喷涂于基体表面作为底层，然后将双损耗吸收剂喷涂粉末喷涂于底层表面作为中间层，最后将磁损耗吸收剂喷涂粉末喷涂于中间层表面作为表面层，制得了2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层；

其中，所述底层由Ti₃SiC₂和透波陶瓷制成，其混合质量比为(0.1～0.5)：(0.9～0.5)；

所述中间层由Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和透波陶瓷制成，其混合质量比为(0.15～0.35)：(0.35～0.15)：0.5；

所述表面层由BaFe₁₂O₁₉和透波陶瓷制成，其混合质量比为(0.1～0.7)：(0.9～0.3)；

其中，底层、中间层和表面层的厚度均为x，0＜x≤10mm。

2.根据权利要求1所述的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的制备方法，其特征在于，电损耗吸收剂喷涂粉末为Ti₃SiC₂喷涂粉末，双损耗吸收剂喷涂粉末为Ti₃SiC₂和BaFe₁₂O₁₉混合物喷涂粉末，磁损耗吸收剂喷涂粉末为BaFe₁₂O₁₉喷涂粉末。

3.根据权利要求2所述的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的制备方法，其特征在于，电损耗吸收剂喷涂粉末、磁损耗吸收剂喷涂粉末和双损耗吸收剂喷涂粉末的制备方法，具体包括以下步骤：

1)电损耗吸收剂喷涂粉末的制备

以Ti₃SiC₂作为电损耗吸收剂，以透波陶瓷作为涂层基体材料，将Ti₃SiC₂和透波陶瓷混合均匀得到混合粉末A，将混合粉末A进行球磨，得到均匀料浆A；

将均匀料浆A经喷雾干燥法造粒，然后过筛取100～300目的粉料，烘干，得到电损耗型喷涂粉末；

2)磁损耗吸收剂喷涂粉末的制备

以BaFe₁₂O₁₉作为磁损耗吸收剂，以透波陶瓷作为涂层基体材料，将BaFe₁₂O₁₉和透波陶瓷混合均匀得到混合粉末B，将混合粉末B进行球磨，得到均匀料浆B；

将均匀料浆B经喷雾干燥法造粒，然后过筛取100～300目的粉料，烘干，得到磁损耗型喷涂粉末；

3)双损耗吸收剂喷涂粉末的制备

将Ti₃SiC₂、BaFe₁₂O₁₉和透波陶瓷混合均匀得到混合粉末C，将混合粉末C进行球磨，得到均匀料浆C；

将均匀料浆C经喷雾干燥法造粒，然后过筛取100～300目的粉料，烘干，得到双损耗型喷涂粉末。

4.根据权利要求3所述的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的制备方法，其特征在于，作为涂层基体材料的透波陶瓷包括2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂、Al₂O₃、SiO₂或ZrO₂。

5.根据权利要求3所述的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)、步骤2)和步骤3)的球磨操作中，以1％～5％质量分数的PVA溶液作为粘结剂，以聚丙烯酸钠作为分散剂；

粘结剂的用量为混合粉末质量的1％～5％；分散剂的用量为混合粉末质量的0.5％～2％。

6.根据权利要求1所述的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的制备方法，其特征在于，微弧等离子喷涂技术中采用的喷涂距离为5～15cm，送粉速率为1～5g/min；

微弧等离子喷涂技术采用的主气为Ar，流量为15～25slpm，次气为N₂，流量为0～10slpm。

7.根据权利要求1所述的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层的制备方法，其特征在于，基体表面喷涂前，先经过清洗，然后经喷砂处理。

8.采用权利要求1～7中任意一项所述的制备方法制得的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层，其特征在于，包括自上而下依次设置的表面层、中间层和与基体表面连接的底层，表面层为磁损耗吸收剂，中间层为双损耗吸收剂，底层为电损耗吸收剂；其中，底层、中间层和表面层的厚度均为x，0＜x≤10mm。

9.根据权利要求8所述的2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层，其特征在于，底层为Ti₃SiC₂电损耗吸收剂、中间层为Ti₃SiC₂和BaFe₁₂O₁₉混合双损耗吸收剂，表面层为BaFe₁₂O₁₉磁损耗吸收剂；

通过控制各层厚度，能够使所述2-8GHz频段用双损耗三层吸波涂层在2-8GHz范围内的反射率小于-10dB。

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