[发明专利]一种海洋环境隐身/透波一体化陶瓷材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种海洋环境隐身/透波一体化陶瓷材料及其制备方法。包括致密氮化硅陶瓷基体和超材料吸波层,致密氮化硅陶瓷基体与超材料吸波层连接成一体，即得隐身/透波一体化陶瓷材料。在2‑512MHz透过率≥90％，在X波段的反射率衰减≥‑8dB。实现雷达电磁波在低频透过、高频隐身的功能，即在雷达天线工作频段内的电磁波可以近乎无损耗地通过制导窗口从而保证舰艇的正常通信；在高频段内能够对衰减的电磁波实现频率的选择，进而实现对电磁波的宽频带吸收。

技术领域

本发明涉及磁隐身技术,具体涉及一种海洋环境隐身/透波一体化陶瓷材料及制备方法。

背景技术

随着电磁隐身技术在国防科技领域的迅猛发展，电磁隐身技术作为提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段，已经成为集陆、海、空、天、电磁五位一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术手段，并受到了世界各军事大国的高度重视。在海洋舰艇方面，舰艇的多功能通信桅杆都是采用金属材质，天线的雷达反射截面(RCS)较大，是敌方潜巡逻机探测我艇的主要目标之一。为提高舰艇的生存和作战能力，必须对其通信桅杆进行雷达隐身处理，使其带内透过，带外隐身，还要满足承载、耐海水腐蚀等性能要求。目前常规的介质透波材料无法实现RCS减缩的功能，传统的吸波材料在减小后向散射的同时又会影响武器装备的正常通信。针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种海洋环境隐身/透波一体化陶瓷材料及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种海洋环境隐身/透波一体化陶瓷材料，包括致密氮化硅陶瓷基体和超材料吸波层,致密氮化硅陶瓷基体与超材料吸波层连接成一体，即得隐身/透波一体化陶瓷材料。

致密氮化硅陶瓷基体的厚度为3.0-10.0mm；超材料吸波层的厚度为0.5-3.0mm。

致密氮化硅陶瓷基体与超材料吸波层通过粘结剂粘结成一体。胶层的厚度控制在0.5-1.5mm。

致密氮化硅陶瓷基体制备原料包括：

氮化硅80-95重量份，

稀土氧化物5-20重量份，

添加剂用量为氮化硅与稀土氧化物总重的3-15％。

添加剂包括粘结剂、增塑剂及润滑剂。粘结剂、增塑剂及润滑剂的重量比可以为(1-5):1:1

其中，

氮化硅粉体粒径为0.5-1.5μm，α相含量≥93％；

稀土氧化物粒径＜1.5μm，稀土氧化物为氧化铝、氧化钇、氧化镧、氧化钐中的至少一种。

致密氮化硅陶瓷基体制备原料还包括分散介质，分散介质用量与氮化硅和稀土氧化物总重的重量比可以为(1-2.5)：1，该分散介质可以为无水乙醇。

超材料吸波层为多层结构，为介质层、金属反射层、频率选择表面层、吸波层中的至少三种。

其中，介质层是由硅橡胶组成的；

金属反射层是由金属材料组成，金属材料为铜、金、银中的至少一种；

频率选择表面层是由周期排布的导电几何结构组成，其中导电几何结构的形状包括“Y”字型、“十”字型、方型等基本单元以及复合结构单元；

吸波层中加入吸波剂，吸波剂为碳粉、羟基铁、石墨、铁氧体中的一种或多种，其中吸波剂的粒径为0.5-150μm，吸波剂的重量占吸波层的0.5％-20％。通过30-150MPa的机械压力将制备的每层材料复合在一起形成超材料吸波层。

所述隐身/透波一体化陶瓷材料在2-512MHz透过率≥90％，在X波段的反射率衰减≥-8dB。