[发明专利]一种防覆冰复合涂层及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种防覆冰复合涂层，其特征在于，该复合涂层包括：

金属膜层，位于基材表面；

金属氮化物膜层，位于所述金属膜层之上；

纳米棒状氧化锌层，位于所述金属氮化物膜层之上；以及

疏水层，位于所述纳米棒状氧化锌层之上。

2.根据权利要求1所述的防覆冰复合涂层，其特征在于，所述金属膜层为Cr或Ti金属膜层，所述金属氮化物膜层为Cr或Ti金属氮化物膜层。

3.根据权利要求2所述的防覆冰复合涂层，其特征在于，所述金属膜层为Cr金属膜层，所述金属氮化物膜层为Cr金属氮化物膜层；或者所述金属膜层为Ti金属膜层，所述金属氮化物膜层为Ti金属氮化物膜层。

4.根据权利要求1所述的防覆冰复合涂层，其特征在于，所述纳米棒状氧化锌层是以锌为靶材进行真空脉冲磁控溅射得到纳米棒状结构锌层，然后在含氧气氛下进行热处理得到的。

5.根据权利要求4所述的防覆冰复合涂层，其特征在于，所述含氧气氛中氧气的体积含量不小于21％。

6.根据权利要求1所述的防覆冰复合涂层，其特征在于，所述疏水层为含氟聚合物类、有机硅类、氟硅聚合物类和高级脂肪酸类有机涂层中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的防覆冰复合涂层，其特征在于，所述金属膜层的厚度为100～500nm，所述金属氮化物膜层的厚度为500～1000nm，所述纳米棒状氧化锌层的厚度为2000～4000nm，所述疏水层的厚度为1000～2000nm。

8.一种防覆冰复合涂层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

S1，采用磁过滤阴极真空弧源在基材表面沉积金属膜层；

S2，采用磁过滤阴极真空弧源在通入氮气的条件下，在金属膜层上沉积金属氮化物膜层；

S3，采用真空脉冲磁控溅射技术，以锌为靶材进行溅射，在金属氮化物膜层上沉积粗糙的纳米棒状结构锌层，然后在含氧气氛下进行热处理得到纳米棒状氧化锌层；以及

S4，对纳米棒状氧化锌层进行修饰，得到疏水层。

9.根据权利要求8所述的防覆冰复合涂层的制备方法，其特征在于，所述金属膜层为Cr或Ti金属膜层，所述金属氮化物膜层为Cr或Ti金属氮化物膜层。

10.根据权利要求8所述的防覆冰复合涂层的制备方法，其特征在于，S1中采用磁过滤阴极真空弧源沉积的工艺条件为：阴极弧流控制在60～90A；沉积负偏压控制在100～800V，占空比维持为60～90％，沉积时间为0.5～1小时。

11.根据权利要求8所述的防覆冰复合涂层的制备方法，其特征在于，S2中采用磁过滤阴极真空弧源沉积的工艺条件为：氮气流量控制为50～70sccm，真空室的真空度维持在1.3×10^-2～1.6×10^-2Pa，沉积负偏压控制在100～300V，占空比维持为70～90％，沉积时间为1～2小时。

12.根据权利要求8所述的防覆冰复合涂层的制备方法，其特征在于，S3中采用真空脉冲磁控溅射技术进行溅射的工艺条件为：采用的靶材为99.99％以上的锌靶，溅射电压为300～700V，溅射电流为0.5～1A，沉积时间为30～100min；热处理的温度为300～400℃，时间为0.5～2h。

13.根据权利要求8所述的防覆冰复合涂层的制备方法，其特征在于，S4中对纳米棒状氧化锌层进行修饰的方法为：将S3沉积纳米棒状氧化锌层后的基材浸泡于硅烷偶联剂的溶液中0.5～2h，然后在80～120℃加热10～30min，得到疏水层；所述硅烷偶联剂为有机硅氧烷类偶联剂。

14.一种飞机部件，其特征在于，该飞机部件上涂有权利要求1-7任一项所述的防覆冰复合涂层。