[发明专利]一种耐温1650℃纤维增强陶瓷基复合材料表面抗氧化/红外隐身涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种耐温1650℃纤维增强陶瓷基复合材料表面抗氧化/红外隐身涂层的制备方法，所述红外隐身涂层为层状结构，其特征在于，从下到上依次包括陶瓷内层、陶瓷中间层、陶瓷外层和低红外发射率功能层，所述陶瓷内层为莫来石层，所述陶瓷中间层为稀土硅酸盐层，所述陶瓷外层为8YSZ层，所述低红外发射率功能层是以Pt为导电相、Bi₂O₃为粘结相的涂层；所述纤维增强陶瓷基复合材料为 C/C复合材料、C/SiC复合材料或C/Si₃N₄复合材料；所述陶瓷内层的厚度为50～100μm，所述陶瓷中间层的厚度为50～100μm，所述陶瓷外层的厚度为50～100μm，所述低红外发射率功能层的厚度为3～10μm；

所述制备方法包括以下步骤：

(1)对纤维增强陶瓷基复合材料表面进行粗化处理；

(2)将莫来石喷涂粉末通过大气等离子喷涂工艺喷涂在步骤(1)处理后的基材表面，得到陶瓷内层；莫来石喷涂粉末为球形或类球形，粉末粒径为48～105μm，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为30～45L/min，氢气流量为5～12L/min，电流大小控制为500～580A，功率为30～38kW，送粉氩气流量为2.5～4.0L/min，送粉量为15～35g/min，喷涂距离为100～140mm；

(3)将稀土硅酸盐喷涂粉末通过大气等离子喷涂工艺喷涂在步骤(2)得到的陶瓷内层表面，得到陶瓷中间层；稀土硅酸盐喷涂粉末颗粒为球形或类球形，粉末粒径为48～105μm；大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为20～40L/min，氢气流量为6～10L/min，电流大小控制为450～550A，功率为30～35kW，送粉氩气流量为2.0～3.5L/min，送粉量为10～30g/min，喷涂距离为100～140mm；

(4)将8YSZ喷涂粉末通过大气等离子喷涂工艺喷涂在步骤(3)得到的陶瓷中间层表面，得到陶瓷外层；粉末颗粒为球形或类球形，粉末粒径为38～150μm；大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为25～45L/min，氢气流量为8～12L/min，电流大小控制为500～600A，功率为35～42kW，送粉氩气流量为2.0～4.0L/min，送粉量为20～40g/min，喷涂距离为110～150mm；

(5)采用丝网印刷工艺或涂料常压喷涂工艺将低红外发射率涂料涂覆在步骤(4)得到的陶瓷外层表面，经干燥和烧结工艺，完成抗氧化/红外隐身涂层的制备；干燥和烧结工艺参数为：干燥温度为120～200℃，干燥时间为30～60min；烧结在空气气氛中进行，烧结温度为900～1000℃，升温速率为15～20℃/min，烧结时间为10～60min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低红外发射率功能层中，导电相占导电相和粘结相总质量的95～98％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稀土硅酸盐层为硅酸铒、硅酸镥、硅酸钇或硅酸镱层。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，粗化处理为：将纤维增强陶瓷基复合材料基材置于喷砂机中进行喷砂粗化处理，喷砂粗化处理工艺参数为：压力为0.1～0.3MPa，喷砂距离为80～150mm，砂子粒径为150～300目，喷砂时间为1～3min。