一種雷達(dá)波吸收涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂料，具體涉及一種能吸收雷達(dá)波的涂料的配方及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]各種軍事裝備實(shí)現(xiàn)隱身性能的技術(shù)方法，主要是外形隱身和材料隱身兩種。外形隱身技術(shù)難度較大，容易使目標(biāo)的結(jié)構(gòu)性能劣化，而采用隱身材料技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單易行。雷達(dá)波吸收涂料因其制備簡(jiǎn)單、施工方便、不受工件形狀限制等諸多優(yōu)勢(shì)，而成為裝備隱身的理想措施，可廣泛應(yīng)用于軍用飛機(jī)、導(dǎo)彈、車輛、艦船目標(biāo)的隱身和抗電磁干擾，以及民用產(chǎn)品防電磁污染、雷達(dá)裝備的抗干擾等領(lǐng)域。
[0003]雷達(dá)波吸收涂料獲得應(yīng)用的前提，不僅是要在盡可能寬的頻帶內(nèi)具有良好的吸波性能，而且還要將涂層的增重及厚度控制在允許的范圍內(nèi)，即具有“薄、輕、寬、強(qiáng)”的特點(diǎn)。對(duì)于特殊環(huán)境下使用的雷達(dá)吸波涂料則還應(yīng)滿足機(jī)械性能、理化性能、耐海洋環(huán)境性，以及現(xiàn)場(chǎng)易施工、性能可靠、維修簡(jiǎn)便等綜合性能要求，其研制的難度不言而喻。
[0004]雷達(dá)波吸收涂料的應(yīng)用，主要是對(duì)30MHz?100GHz雷達(dá)波偵測(cè)范圍內(nèi)裝備的隱身，其中厘米波段(2GHz-18GHz)是非常重要的雷達(dá)探測(cè)波段，也是現(xiàn)階段世界各國(guó)力求突破的超寬頻帶雷達(dá)隱身技術(shù)分析的重點(diǎn)。鐵氧體材料作為最早較為成熟的吸波材料，其特點(diǎn)是吸波效率較高，但吸波頻率較窄，是目前制造雷達(dá)吸波涂料的主體吸收劑。以普通鐵氧體為代表的現(xiàn)有雷達(dá)隱身材料存在頻帶窄、效率低、密度大等缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍受到一定限制，迫切需要開發(fā)新型吸波材料和相應(yīng)的隱身技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種新型的雷達(dá)波吸收涂料及其制備方法，該涂料用于軍事裝備的隱身，具有吸波頻帶寬、效率高、涂層輕薄、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料是由以下原料制備的:納米級(jí)釓-鐵氧體、金屬鈷或錳粉劑、羰基鐵和粘合劑。各原料的用量按重量份表示為:納米級(jí)釓一鐵氧體25?55份，金屬鈷或錳0.03?2.5份，羰基鐵10?35份，粘合劑25?75份。
[0007]其中，納米級(jí)釓-鐵氧體是利用檸檬酸鹽溶膠，采用凝膠法，通過(guò)高溫灼燒，有機(jī)物揮發(fā)制得。其主要成分為鐵磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜；
[0008]所述金屬鈷或錳粉劑，是指采用鈷或錳中的一種，其用量等同；
[0009]所述粘合劑選用可耐_40°C?+80°C溫差變化的改性聚氨酯、改性聚乙烯基酯、改性環(huán)氧樹脂或丙烯酸材料中的任何一種；粘合劑還可以采用AB型剛?cè)峤宦?lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂膠黏劑。
[0010]本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料的制備方法包括以下工藝步驟:
[0011 ] 步驟一制備納米級(jí)釓-鐵氧體
[0012]取檸檬酸鹽溶膠和鐵氧體，按“檸檬酸鹽溶膠:鐵氧體=95:5”重量比例配比混合，通過(guò)500°C高溫?zé)?小時(shí)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體；
[0013]此“檸檬酸鹽溶膠-凝膠法”將體系中的陽(yáng)離子結(jié)合于具有多官能團(tuán)的檸檬酸分子上，達(dá)到原子級(jí)上的均勻混合。在高溫?zé)葡?，有機(jī)物揮發(fā)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體，其主要成分為鐵磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜。
[0014]步驟二將納米級(jí)釓-鐵氧體、金屬鈷或錳粉劑、羰基鐵混合投入高速攪拌機(jī)中，在600?100r/min條件下，攪拌15_30min，得到混合物；
[0015]步驟三將步驟二制備的混合物放入研磨機(jī)中研磨15?30min，將由于攪拌而聚集成團(tuán)的混合物磨碎；
[0016]步驟四將步驟三制備的混合物與粘合劑一同投入高速攪拌機(jī)中，在600?100r/min條件下，攪拌15-30min，靜置3?5min，即制得本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料。
[0017]本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料制備方法基于磁交換耦合、自然共振、形狀各向異性和渦流損耗的物理機(jī)制，采用了輕質(zhì)、高微波磁導(dǎo)率和可控介電常數(shù)的電磁功能填料的設(shè)計(jì)原理和形貌控制技術(shù)，制得鐵磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜等數(shù)種高性能的磁介電吸波劑。鐵氧體吸波材料與基相材料結(jié)合制備吸波涂層，粘結(jié)于隱身設(shè)施表面。所選用的基相材料應(yīng)與吸波材料兼容好，與基底材料的熱膨脹系數(shù)相適應(yīng)，粘結(jié)力良好。
[0018]本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料在基相材料中摻加釓-鐵氧體納米材料組成吸波-阻抗變換層；摻雜金屬粉末和羰基鐵改性釓-鐵氧體納米材料組成吸波-低阻抗諧振層以形成界面吸波涂層。利用電磁波在不同介質(zhì)界面上多次反射機(jī)理，使入射電磁波在吸波材料內(nèi)部各界面上多次入射和反射，提高吸收效率。不同鐵氧體材料其有效吸波頻率范圍是不同的。本發(fā)明采用鈷或錳金屬、羰基鐵摻雜改性釓一鐵氧體制備納米級(jí)吸波粉體材料，再與經(jīng)改性的基相材料結(jié)合制備吸波涂料，大大拓寬吸波頻率范圍。
[0019]本發(fā)明采用釓一鐵氧體復(fù)合吸波納米粉體材料。是根據(jù)釓一鐵氧體復(fù)合體組成的元素電子軌道特性所設(shè)計(jì)，可大大降低其比重，改性其磁、電、光等物理性能。當(dāng)鐵氧體顆粒尺寸減小后，在電磁波作用下，更多的微粒磁疇內(nèi)電子作急劇循環(huán)運(yùn)動(dòng)增加磁疇消耗，令電磁能量急劇發(fā)減，從而提尚鐵氧體的吸波性能。
[0020]當(dāng)前已開發(fā)的以普通鐵氧體為代表的吸波材料工作面在8-18GHZ頻率范圍內(nèi)，全頻段吸收率為10dB，面密度為5kg/m2，厚度為2mm。本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料工作范圍覆蓋30MHz-100GHz頻率；應(yīng)用后達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)為:厚度:0.3?0.4mm ;反射率R:-20dB ;面密度:1.2?5.5kg/m2;柔韌度:《10mm ;抗沖擊強(qiáng)度:50kg.cm ;附著力大于23Mpa ;耐介質(zhì)性良好。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例1制備檸檬酸鹽溶膠
[0023]檸檬酸鹽溶膠有市售品。其制備，是從含Ba、Ca、Nb的檸檬酸絡(luò)合物溶液中合成了Ba3 (Cal.18Nbl.82)09- δ (BCN18)粉末，加熱含 Ba:Ca:Nb:citrtc acid = 3:1.8:1.82:12的溶液，得到淺綠色溶膠，繼續(xù)干燥得到黃色干凝膠，即為檸檬酸鹽溶膠。
[0024]實(shí)施例2
[0025]將檸檬酸鹽溶膠95克、鐵氧體5克混合攪拌，通過(guò)500°C高溫?zé)?小時(shí)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體。
[0026]實(shí)施例3
[0027]將檸檬酸鹽溶膠85克、鐵氧體15克混合攪拌，通過(guò)750°C高溫?zé)?小時(shí)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體。
[0028]實(shí)施例4
[0029]將30重量份納米級(jí)釓-鐵氧體、0.05重量份鈷或錳、35重量份羰基鐵、34.95重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入磨研機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置5min，即制得雷達(dá)波吸收涂料。
[0030]實(shí)施例5
[0031]將32重量份納米級(jí)釓-鐵氧體、0.06重量份鈷或錳、35重量份羰基鐵、32.94重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入研磨機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置5min，即制得雷達(dá)波吸收涂料。
[0032]實(shí)施例6
[0033]將35重量份納米級(jí)鐵氧體、0.07重量份鈷或錳、37重量份羰基鐵、27.93重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入研磨機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置5min，即制得雷達(dá)波吸收涂料。
[0034]實(shí)施例7
[0035]將40重量份納米級(jí)鐵氧體、0.05重量份鈷或猛、20重量份羰基鐵、39.95重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入研磨機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置5min，即制得雷達(dá)波吸收涂料。
[0036]實(shí)施例8
[0037]將50重量份納米級(jí)鐵氧體、0.05重量份鈷或猛、23重量份羰基鐵、26.95重量份粘合劑，摻雜放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min，將混合料放入研磨機(jī)中研磨25min后，與粘合劑放入高速攪拌機(jī)中，在500r/min條件下，攪拌25min后，靜置5min，即制得雷達(dá)波吸收涂料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雷達(dá)波吸收涂料，其特征在于，它是由以下原料制備的，各原料的用量按重量份表示為:納米級(jí)釓一鐵氧體25?55份，金屬鈷或錳0.03?2.5份，羰基鐵10?35份，粘合劑25?75份； 其中，納米級(jí)釓-鐵氧體是利用檸檬酸鹽溶膠，采用凝膠法，通過(guò)高溫?zé)浦频?，其主要成分為鐵磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜； 所述金屬鈷或錳，是指采用鈷或錳粉劑中的一種，其用量等同； 所述粘合劑選用可耐_40°C?+80°C溫差變化的改性聚氨酯、改性聚乙烯基酯、改性環(huán)氧樹脂或丙烯酸材料中任何一種，粘合劑還可以采用AB型剛?cè)峤宦?lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂膠黏劑。2.權(quán)利要求1所述的雷達(dá)波吸收涂料的制備方法，其特征在于，包括以下工藝步驟: 步驟一取檸檬酸鹽溶膠和鐵氧體，按“檸檬酸鹽溶膠:鐵氧體=95:5”重量比例配比混合，通過(guò)500°C高溫?zé)?小時(shí)，得高純度復(fù)合納米級(jí)氧化物粉體； 步驟二將納米級(jí)釓-鐵氧體、金屬鈷或錳粉劑、羰基鐵混合投入高速攪拌機(jī)中，在600?100r/min條件下，攪拌15_30min，得到混合物； 步驟三將步驟二制備的混合物放入研磨機(jī)中研磨15?30min，將由于攪拌而聚集成團(tuán)的混合物磨碎； 步驟四將步驟三制備的混合物與粘合劑一同投入高速攪拌機(jī)中，在600?100r/min條件下，攪拌15_30min，靜置3?5min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雷達(dá)波吸收涂料的原料配比及其制備方法。它是由納米級(jí)釓-鐵氧體25～55份,金屬鈷或錳0.03～2.5份,羰基鐵10～35份,粘合劑25～75份制備的。采用檸檬酸鹽溶膠-凝膠法和高溫?zé)浦苽浼{米級(jí)釓-鐵氧體,其主要成分為鐵磁納米晶片狀粒子、平面六角鐵氧體、非晶磁性纖維和顆粒膜。本發(fā)明雷達(dá)波吸收涂料使用后厚度薄、重量輕、吸收頻帶寬、吸收率高。
【IPC分類】C09D175/04, C09D133/00, C09D7/12, C09D163/00, C09D167/06, C09D5/32
【公開號(hào)】CN105255243
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510847475
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】孫典學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日