[发明专利]一种红外隐身透波一体化超材料涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种红外隐身透波一体化超材料涂层及其制备方法，本发明制备方法中，以一维光子晶体作为涂层结构，以两种天线罩材料作为基材，通过材料体系和工艺参数的优化，实现了涂层制备质量和性能的有效控制，通过基材刮平、打磨、抛光的方式降低了天线罩基材的表面粗糙度，提升了涂层的制备效果和工艺稳定性，制备出了由高折射率和低折射率膜层交替组成的一维光子晶体结构涂层，该涂层在红外双波段(3‑5μm、8‑14μm)具有超低红外发射率、对2‑18GHz雷达波具有高透过特性，同时能够耐受450℃高温，可满足各类航天器型号产品雷达透波部位的耐高温、雷达透波和红外隐身一体化的需求。

技术领域

本发明涉及一种高温红外隐身透波一体化超材料涂层及其制备方法，属于特种功能涂层领域。

背景技术

随着红外探测技术和各国探测防御系统的发展，红外侦查、红外夜视等技术广泛地应用于军事领域，导致武器装备的生存受到巨大考验，具备高突防能力的隐身武器成为各个国家研究的重点。常见传统的红外隐身手段中，红外隐身涂料的使用最为广泛，在发射率的降低方面效果非常明显。这些涂料大多是依靠添加金属填料来实现红外低发射率，由于金属的电磁屏蔽效应，在天线窗这类需具有雷达透波功能的部位则不能喷涂，因此这些部位目前还无法实现红外隐身和雷达透波的兼容。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种红外隐身透波一体化超材料涂层及其制备方法，本发明制备方法中，以一维光子晶体作为涂层结构，以两种天线罩材料作为基材，通过材料体系和工艺参数的优化，实现了涂层制备质量和性能的有效控制，通过基材刮平、打磨、抛光的方式降低了天线罩基材的表面粗糙度，提升了涂层的制备效果和工艺稳定性，制备出了由高折射率和低折射率膜层交替组成的一维光子晶体结构涂层，该涂层在红外双波段(3-5μm、8-14μm)具有超低红外发射率、对2-18GHz雷达波具有高透过特性，同时能够耐受450℃高温，可满足各类航天器型号产品雷达透波部位的耐高温、雷达透波和红外隐身一体化的需求。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种红外隐身透波一体化超材料涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无机粉体和有机树脂混合后研磨，得到刮平料；

(2)将刮平料与固化剂混合并搅拌均匀，得到混合料，利用混合料按照面密度200～350g/m²对基材进行刮平处理；

(3)将刮平处理后的基材依次进行研磨和抛光处理；

(4)利用高折射层膜料和低折射率层膜料在抛光处理后的基材表面进行交替镀膜，得到一种红外隐身透波一体化超材料涂层；所述用高折射层膜料为Ge或Si，所述低折射率层膜料为ZnS，SiO₂或YbF₃的一种或一种以上。

进一步的，所述基材为石英纤维增强二氧化硅或石英纤维增强聚酰亚胺。

进一步的，所述步骤(1)中，无机粉体为SiO₂或SiN₄中的一种或两种的混合物；有机树脂为有机硅树脂或有机氟树脂中的一种或两种的混合物。

进一步的，所述步骤(1)中，无机粉体和有机树脂的质量比为1.0～1.5:1。

进一步的，所述步骤(1)中，将无机粉体和有机树脂混合后研磨的具体方法为，采用三辊研磨法研磨≥3遍；

所述步骤(1)中，所得刮平料的细度≤80μm。

进一步的，所述步骤(2)中，固化剂为二月桂酸二丁基锡，将刮平料与固化剂按照质量比为100:1～3混合并搅拌，得到混合料；