一種稀土過渡金屬間化合物/鐵氧體復(fù)合雷達(dá)吸波涂層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隱身材料，具體說是一種在8-18GHZ頻帶內(nèi)，具有強(qiáng)吸收、寬頻帶特性的稀土過渡金屬間化合物/鐵氧體復(fù)合雷達(dá)吸波涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著精確制導(dǎo)武器和現(xiàn)代雷達(dá)等探測技術(shù)的飛速發(fā)展，戰(zhàn)爭的勝負(fù)在現(xiàn)代信息化條件下跟誰先敵發(fā)現(xiàn)有著重要的關(guān)系。為使裝備適應(yīng)信息化條件下的戰(zhàn)場需求，需要盡可能的降低裝備被敵方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的幾率，提高武器系統(tǒng)的生存能力、突防能力和縱深打擊能力，隱身技術(shù)成為各國大力發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵性的軍事新技術(shù)。其中，雷達(dá)隱身技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得武器裝備的作戰(zhàn)能力得到了極大的提高。
[0003]雷達(dá)隱身技術(shù)的核心是縮減目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積(RCS)，在實(shí)現(xiàn)隱身的技術(shù)途徑中雷達(dá)吸波涂層材料的制備簡單、施工方便，可用于各種外形的武器裝備，使武器裝備不進(jìn)行外形改動的條件下實(shí)現(xiàn)在野戰(zhàn)條件下的快速偽裝隱身，特別適于在現(xiàn)役裝備上推廣使用，因此在軍事上應(yīng)用比較廣泛，受到各軍事強(qiáng)國的普遍重視。
[0004]傳統(tǒng)的雷達(dá)吸波涂層主要采用羰基鐵粉作為主要的吸收劑，這種吸收劑密度較大，在涂層中的含量高，通過與樹脂等膠合劑制備出的吸波涂層，在Imm的厚度下涂層面密度往往會達(dá)到4kg/m2，影響裝備的機(jī)動性能，且在8-18GHZ頻段的反射率也難以達(dá)到_8dB。隨著雷達(dá)反隱身技術(shù)的發(fā)展，具有較窄吸波頻帶、吸收強(qiáng)度不高的雷達(dá)吸波材料已經(jīng)不能滿足裝備的戰(zhàn)場隱身需求，需要研究和開發(fā)具有吸波頻帶寬、吸收能力強(qiáng)、材料厚度薄和面密度小的新型雷達(dá)吸波材料。對具有寬頻、強(qiáng)吸收特性的新型雷達(dá)吸波材料的研究與應(yīng)用成為當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
[0005]近年來，許多研究表明引入稀土元素可以顯著提高吸收劑的吸波性能，不少研究機(jī)構(gòu)對稀土類吸收劑進(jìn)行了大量的研究。在稀土吸收劑研究方面，對于稀土元素?fù)诫s鐵氧體材料研究得較多，此外，在稀土過渡金屬間化合物、稀土錳基氧化物(LSMO)材料以及稀土摻雜磁性薄膜等方面也取得了一些研究成果。特別是在稀土過渡金屬間化合物的研究方面，如專利號為201010230672.3公開的一種平面型2: 17稀土-3d過渡金屬間化合物電磁波吸收材料，突破了 Snoek極限的限制，具有很好的高頻磁性，有望成為新一代的高頻磁性材料和微波吸收材料，但目前還沒有對其制備的吸波涂層的電磁特性和吸波性能方面的應(yīng)用研究報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]利用傳統(tǒng)吸收劑制備出的8-18GHZ頻段雷達(dá)吸波涂層，通常要求反射率小于_8dB，為了進(jìn)一步提高對電磁波的吸收強(qiáng)度，達(dá)到-1OdB的反射率要求，同時(shí)具備頻帶寬、厚度薄和面密度小等特性，本發(fā)明提供了一種適用于在金屬基體上涂覆的涂層。該涂層利用新型的稀土過渡金屬間化合物為主要吸收劑，以六角鐵氧體進(jìn)行阻抗匹配，形成一種分散均勻，在8-18GHZ頻段吸收強(qiáng)、頻帶寬的稀土過渡金屬間化合物/鐵氧體復(fù)合雷達(dá)吸波涂層的制備方法。
[0007]為了達(dá)到上訴目的，本發(fā)明所述的一種稀土過渡金屬間化合物/鐵氧體復(fù)合雷達(dá)吸波涂層的制備方法，包括以下步驟:
[0008](I)稱取復(fù)合吸收劑，所述復(fù)合吸收劑包括粉末狀稀土過渡金屬間化合物和鐵氧體；
[0009](2)將步驟(I)稱取的復(fù)合吸收劑逐次加入到環(huán)氧樹脂(E-44)于分散罐中，復(fù)合吸收劑與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為8.2?8.4: 1，分散時(shí)采用高速分散研磨機(jī)(SKL-FS400)先用分散盤低速攪動樹脂(< 500r/min)，將逐次加入的吸收劑與樹脂均勻混合；
[0010](3)將鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-105、消泡劑Deform5400、流平劑Levelov837、由正丁醇和二甲苯按質(zhì)量比1:1混合成的混合溶劑，加入到步驟(2)形成的吸收劑與樹脂混合體中，隨后加入鋯珠(與吸收劑的質(zhì)量比為1: 1)，逐步調(diào)高轉(zhuǎn)速至4000r/min左右，分散4小時(shí)后將鋯珠用混合溶劑洗出形成涂料的A組分，在A組分涂料中，混合溶劑與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為0.2: 1，鈦酸酯偶聯(lián)劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%?2.4%添加，消泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.2%?0.3%，流平劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%?0.4% ；
[0011](4)按步驟(I)稱取復(fù)合吸收劑于650聚酰胺固化劑中進(jìn)行分散，復(fù)合吸收劑與聚酰胺固化劑的質(zhì)量比為8.2?8.4: 1，按步驟(2)的方法將復(fù)合吸收劑與聚酰胺固化劑混合均勻，將鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-105、消泡劑Deform5400、流平劑Levelov837、由正丁醇和二甲苯按質(zhì)量比1:1混合成的混合溶劑，加入到吸收劑與聚酰胺固化劑混合體中，隨后加入鋯珠(與吸收劑的質(zhì)量比為1: 1)，逐步調(diào)高轉(zhuǎn)速至4000r/min左右，分散4小時(shí)后將鋯珠用混合溶劑洗出形成涂料的B組分，在B組分涂料中，混合溶劑與聚酰胺固化劑的質(zhì)量比為0.2: 1，鈦酸酯偶聯(lián)劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%?2.4%添加，消泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%?
0.3%，流平劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%?0.4% ;
[0012](5)對待涂覆的金屬基材表面用有機(jī)溶劑(如丁酯等)進(jìn)行清洗，隨后用砂紙進(jìn)行打磨；
[0013](6)取A、B兩組分涂料(質(zhì)量比1:1)，將A、B兩組分均勻混合在一起，然后用步驟(3)所述的混合溶劑調(diào)整至噴涂粘度，多次噴涂，單次噴涂厚度控制在0.2_左右，在常溫下使涂層固化。
【附圖說明】
[0014]圖1、實(shí)施例一平板吸波涂層樣板的反射率測試曲線
[0015]圖2、實(shí)施例一吸波涂層的復(fù)介電常數(shù)實(shí)部
[0016]圖3、實(shí)施例一吸波涂層的復(fù)介電常數(shù)虛部
[0017]圖4、實(shí)施例一吸波涂層的復(fù)磁導(dǎo)率實(shí)部
[0018]圖5、實(shí)施例一吸波涂層的復(fù)磁導(dǎo)率虛部
[0019]圖6、實(shí)施例二平板吸波涂層樣板的反射率測試曲線
[0020]圖7、實(shí)施例三平板吸波涂層樣板的反射率測試曲線
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，本實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0022]實(shí)施例一，稀土過渡金屬間化合物的體積填充率25 %，鐵氧體的體積填充率20%:
[0023]稱取稀土過渡金屬間化合物吸收劑粉末203.2g、鐵氧體吸收劑粉末136g，將兩種粉末狀吸收劑干混均勻形成復(fù)合吸收劑粉末。取復(fù)合吸收劑169.6g，逐次加入到20.4g環(huán)氧樹脂(E-44)于分散罐中，用分散研磨機(jī)(SKL-FS400)低速攪動(< 500r/min)，將逐次加入的吸收劑與樹脂均勻混合。稱取9.6g鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-105、1.2g消泡劑Deform5400、1.2g流平劑Levelov837、由4g正丁醇和4g 二甲苯混合成的混合溶劑,加入到復(fù)合吸收劑與樹脂混合體中，隨后加入169.6g鋯珠，逐步調(diào)高轉(zhuǎn)速至4000r/min左右，