耐高温、抗氧化的低红外发射率复合涂层及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温、抗氧化的低红外发射率复合涂层，其为多功能层叠加结构，由内往外依次包括氧化阻隔层、低发射率功能层以及保护膜，各层间以机械结合和固相扩散连接为主要结合方式，其中，氧化阻隔层为NiCrAlY复合薄膜，低发射率功能层为Pt薄膜，保护膜为MgO薄膜；其制备步骤包括：将合金基材进行预处理，通过直流磁控溅射方法依次沉积NiCrAlY复合薄膜、Pt薄膜；最后反应沉积MgO薄膜制得产品。本发明产品的工艺过程简单，产品可在800℃高温环境下连续使用500h以，发射率和高温稳定性显著改善。
【专利说明】耐高温、抗氧化的低红外发射率复合涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于功能涂层材料及其制备【技术领域】，尤其涉及一种可用于合金表面的耐 高温低红发射率复合涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 红外探测器对目标在3μπι?5μπι和8μπι?14μπι波段的红外信号进行收集，再 利用目标与背景的红外辐射能量差异通过成像来识别目标。根据红外辐射能量差异计算公 式：
【权利要求】
1. 一种耐高温、抗氧化的低红外发射率复合涂层，所述低红外发射率复合涂层为多功 能层叠加结构，其特征在于：所述低红外发射率复合涂层由内往外依次包括氧化阻隔层、低 发射率功能层以及保护膜，各层间以机械结合和固相扩散连接为主要结合方式，其中，所述 氧化阻隔层为NiCrAlY复合薄膜，所述低发射率功能层为Pt薄膜，所述保护膜为MgO薄膜。
2. 根据权利要求1所述的耐高温、抗氧化的低红外发射率复合涂层，其特征在于：所述 氧化阻隔层的厚度为2. 0 μ m?4. 0 μ m，所述低发射率功能层的厚度为1. 0 μ m?2. 0 μ m， 所述保护膜的厚度为〇. 5 μ m?1. 0 μ m。
3. 根据权利要求1所述的耐高温、抗氧化的低红外发射率复合涂层，其特征在于：所述 氧化阻隔层、低发射率功能层以及保护膜均采用直流磁控溅射方法逐层制备得到。
4. 根据权利要求3所述的耐高温、抗氧化的低红外发射率复合涂层，其特征在于：所述 直流磁控溅射方法制备氧化阻隔层时用的靶材中Ni、Cr、Al、Y的质量比为29?32 : 10? 14 : 0· 3 ?0· 5 : 0· 8 ?1. 2。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的耐高温、抗氧化的低红外发射率复合涂层，其特 征在于：所述低红外发射率复合涂层在800°C高温环境下连续使用500h以上，发射率均小 于 0. 15。
6. -种如权利要求1?5中任一项所述的低红外发射率复合涂层的制备方法，包括以 下制备步骤： (1) 基材预处理：将合金基材进行预处理，并清洗干净； (2) 制备氧化阻隔层：在步骤（1)获得的合金基材上，通过直流磁控溅射方法沉积 NiCrAlY复合薄膜； (3) 制备低发射率功能层：在步骤（2)获得的NiCrAlY复合薄膜上，通过直流磁控溅射 方法沉积Pt薄膜； (4) 制备保护膜：在步骤（3)获得的Pt薄膜上，通过直流磁控溅射方法反应沉积MgO薄 膜。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1)中，所述预处理是指对 合金基材进行抛光，直到表面粗糙度Ra < 0. 8,然后清洗干净。
8. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2)中，所述直流磁控溅射 方法沉积用的靶材中附、0、六1、￥的质量比为29?32:10?14:0.3?0.5:0.8? 1. 2 ;所述直流磁控溅射方法的工艺控制参数主要包括：工作压强为0. 9Pa?1. IPa，保护气 体Ar气流量为28L/min?31. 5L/min，溅射功率为40W?70W，NiCrAlY复合薄膜的厚度控 制为 2. 0 μ m ?4. 0 μ m。
9. 根据权利要求6、7或8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3)中，所述直流磁 控溅射方法的工艺控制参数主要包括：保护气氛Ar气的气氛压强为0. 9Pa?1. IPa，Pt靶 纯度为99. 99%，直流溅射功率为30W?40W，Pt薄膜的厚度控制为1. 0 μ m?2. 0 μ m。
10. 根据权利要求6、7或8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（4)中，所述直流 磁控溅射方法的工艺控制参数主要包括：反应气体〇 2的气氛压强为1. 5Pa?3. OPa，Mg靶 材纯度为99. 99 %，直流溅射功率为25W?30W，反应生成MgO薄膜的厚度控制为0. 5 μ m? 1. 0 μ m。
【文档编号】B32B9/04GK104152854SQ201410322625
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】程海峰, 李俊生, 周永江, 童思超 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学