[发明专利]多功能热防护材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多功能热防护材料，其特征在于：所述热防护材料包括：

基底；

乳突结构，所述乳突结构分布在所述基底上，其中，

所述乳突结构由周期排列的微纳米尺寸的乳突单元组成，所述乳突单元包含多个相同的乳突，所述多个相同的乳突呈正多边形规则排列，且所述乳突单元中，相邻乳突之间距离相等；其中，对于任意一乳突，所述乳突的外形为光滑过渡，所述乳突包含吸波层和热防护层，所述热防护层设置在所述吸波层外侧，所述吸波层包含若干层子吸波层，通过所述若干层子吸波层形成的吸波层满足对不同雷达波段的隐身设计需求，对于任意乳突单元来说，其多个乳突均间隔设置在所述基底上，且任意乳突中所包含的吸波层和热防护层与其他乳突中所包含的吸波层和热防护层均间隔设置。

2.根据权利要求1所述的一种多功能热防护材料，其特征在于：所述乳突单元中，相邻乳突之间距离为500～2000nm。

3.根据权利要求1或2所述的一种多功能热防护材料，其特征在于：所述的乳突中最底层的直径为300nm～1μm。

4.根据权利要求1所述的一种多功能热防护材料，其特征在于：所述的吸波层的材质为具有吸波功能的纳米无机材料。

5.根据权利要求4所述的一种多功能热防护材料，其特征在于：所述具有吸波功能的纳米无机材料为二氧化硅、氧化铝、硼化锆、碳化硅、二氧化钛、四氧化三铁、硒化铬、碲化铬、硒化锌。

6.根据权利要求5所述的一种多功能热防护材料，其特征在于：所述吸波层至少包含两层子吸波层，且最底层的子吸波层的材质为纳米四氧化三铁；所述的热防护层为氧化锆层。

7.根据权利要求5或6所述的一种多功能热防护材料，其特征在于：所述的乳突的材料在热流作用下可以发生陶瓷反应形成陶瓷层。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种多功能热防护材料的制备方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

步骤1，乳突结构的设计，

构建乳突结构中乳突单元结构形式、乳突单元的周期排列方式；

基于产品的热环境以及雷达波段的隐身需求，选取乳突的热防护层及吸波层材料；

通过电性能仿真模拟计算，使得该乳突结构的反射光谱满足雷达波段隐身需求，进而获取乳突结构中的周期结构单元；

步骤2，周期性掩模板的设计，

根据步骤1模拟计算的结果，对掩模板中的孔径以及排列参数进行适应性设计，其中，所述掩模板的孔径大小基于所述子吸波层中的最底层进行适应性设计；

步骤3，多功能热防护材料的制备，

将最底层的子吸波层所用材料分散在室温固化的固化胶粘剂中；

与掩模板相配合，将上述分散后的材料制备到基底表面，固化后形成周期排列的基底层；

在所述基底层上，由下至上依次制备其余子吸波层和热防护层。

9.根据权利要求8所述的一种多功能热防护材料的制备方法，其特征在于：所述通过电性能仿真模拟计算中，采用特征矩阵法计算得到所述乳突结构的反射光谱。

10.根据权利要求8所述的一种多功能热防护材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，所述将分散后的材料制备到基底表面以及由下至上依次制备其余子吸波层和热防护层均分别采用喷涂法或低温磁控溅射法。