[发明专利]一种耐高温金属陶瓷吸波材料及其制备方法

说明书

本发明属于雷达波吸波材料领域，具体为一种耐高温金属陶瓷吸波材料及其制备方法。以硅酸盐无机联结剂为连续相基体，镍基高温合金粉、SiC粉以及导电炭黑为分散相，通过低温固化、高温烧结而成耐高温金属陶瓷吸波材料。本发明的耐高温金属陶瓷吸波材料在厚度为1mm时，其雷达波平板反射率在12.5～18GHz频率段低于‑6dB，表现出非常高效的吸波特性。另外，用本发明方法制备的耐高温吸波材料结构简单、材料的成分和尺寸易于控制、并且制作成本较低，适合工程化应用。

技术领域

本发明属于雷达波吸波材料领域，具体为一种耐高温金属陶瓷吸波材料及其制备方法。

背景技术

吸波材料可以将电磁波能量转化为热能等能量方式衰减雷达电磁波，是实现武器装备雷达隐身的重要手段。随着高技术侦察及精确制导技术的发展，对武器装备的隐身能力提出越来越高的要求，例如：战斗机、巡航导弹等空中武器装备的尾喷管、鼻锥帽、机翼前沿等部件工作温度可达700℃，甚至1000℃以上，常温雷达吸波材料已难以满足需求。因此，研制具备耐高温、耐烧蚀、抗氧化，同时具有较强雷达波吸收性能的吸波材料具有非常重要的现实意义。

目前，国内高温吸波材料的研制工作处于起步阶段，报道较多的主要是连续碳化硅纤维增强碳化硅基(SiC_f/SiC)耐高温吸波复合材料。通过对SiC_f/SiC耐高温复合材料进行多层结构设计来实现吸波性能，如：中国专利(公开号CN102180695A)报道的三层结构(匹配层、损耗层和反射层)和中国专利(公开号CN102211938A)中的四层结构(匹配层、损耗层、介质层和反射层)，调控各功能层的介电性能，制备出吸波性能优良的耐高温吸波复合材料(8～18GHz频段内的反射率可小于-8dB)。此外，中国专利(公开号CN106220211A)公布一种基于超材料的碳化硅复合材料高温吸波材料，由连续碳化硅纤维复合材料层、抗氧化连接层和超材料层组成，通过调节碳化硅复合材料层电阻率以及超材料层的周期图案类型和尺寸参数来制备具有优异吸波性能的耐高温吸波复合材料，特别是在雷达波低频段具有优异吸波性能。但是上述公开的耐高温吸波材料及其制备方法仍然存在一些不足：作为SiC_f/SiC复合材料增强相连续的SiC纤维价格昂贵，且需对其进行特殊处理，工艺复杂；采用多层结构，层间结合强度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温金属陶瓷吸波材料及其制备方法，该方法制备的耐高温吸波材料成本低、结构简单易控、工艺简洁、参数易控、易于工程化生产，且吸波效率较高。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种耐高温金属陶瓷吸波材料，其特征在于，以硅酸盐无机联结剂为连续相基体，镍基高温合金粉、SiC粉以及导电炭黑为分散相，通过低温固化、高温烧结而成。

所述的耐高温金属陶瓷吸波材料，按重量百分比计，吸波材料中，镍基高温合金占20～60％，SiC占5～20％，导电炭黑占0.2～0.5％，硅酸盐无机联结剂余量。

所述的耐高温金属陶瓷吸波材料，按重量百分比计，镍基高温合金主要化学成分为：Cr 24～26％，Al 4～6％，Y 0.3～0.7％，其余为Ni。

所述的耐高温金属陶瓷吸波材料，镍基高温合金粉的粒径为5～20μm。

所述的耐高温金属陶瓷吸波材料，导电炭黑的粒径为10～30nm。

所述的耐高温金属陶瓷吸波材料，SiC粉的粒径为30～70μm。

所述的耐高温金属陶瓷吸波材料，硅酸盐无机联结剂为双组分，分别为氧化硅、硅酸铝和氧化铝组成的复合粉体固相和硅酸钠液相，硅酸钠液相的波美度为40°Be'；按重量百分比计，氧化硅占20～60％，硅酸铝占3～15％，氧化铝占5～20％，其余为硅酸钠液相。

所述的耐高温金属陶瓷吸波材料的制备方法包括以下步骤：