一种耐高温双连续结构球形吸波粉体及其制备方法与流程

本发明涉及高温吸波涂层材料，具体涉及一种耐高温双连续结构球形吸波粉体及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，微波吸收材料的研究促进了微波技术更好的用于民用通信等领域，通过进一步开发，这些微波吸收材料变得更薄、更轻、更高效，其中吸波涂层是微波吸收材料应用的一种重要形式，具有施工方便、吸波性能好、不易影响基材的原有状态等优点。然而，大多数当前常温下有效的吸波材料由于在高温(＞700k)下失去磁性而失效，研发耐高温吸波涂层材料成为亟待解决的关键技术。同时，理想的耐高温吸波涂层需要厚度薄、吸收强、抗热震性能好，以此更好的满足使用需求。

2、中国农业机械化科学研究院何箐等人采用磷酸盐玻璃黏结剂和分散剂,使用改性的β–sic材料作为吸收剂，采用电弧喷涂制备厚约50μm的ni-al金属粘结层，以减少吸波涂层和基体间的热膨胀系数差异，并采用火焰喷涂方法在碳钢表面制备吸波涂层,涂层厚度控制在1mm左右。中国钢研科技集团有限公司吕艳红应用机械化学法将纳米碳化硅包覆在微米镍粉表面制备纳米复合镍粉吸波材料，采用等离子喷涂工艺在铝板表面制备了纳米复合镍粉/羰基铁粉双层吸波涂层，并研究了sic在复合材料中的含量变化对涂层吸波性能的影响。m.bégard等以baco3、co3o4、tio2和fe2o3为原料，通过固态反应合成了co、ti取代钡铁氧体bacotife10o19，并采用高速火焰喷涂(hvof)和大气等离子喷涂(aps)在玻璃陶瓷基体上制备了吸波涂层，研究结果表明通过热喷涂制备的钡铁氧体涂层适合用作微波和毫米波的吸波材料。

3、高温吸波涂层材料以陶瓷材料为主，由于陶瓷导热性能比较差，快速的升温或降温会在陶瓷内部形成温度差，而吸波涂层为提高吸波性能往往厚度较厚，涂层内部更易产生较大热应力，导致涂层起层、开裂和附着力下降等问题，甚至会出现损坏和脱落，从而制约吸波材料的性能。现阶段研究采取的主要措施是针对不同的基材选择合适热膨胀系数的材料作为过渡层，但此种解决方式会增加涂层的厚度以及质量，不符合涂层减重的指标，并且适配sicf/sic陶瓷基复合材料的涂层材料研究相对较少。

4、因此，发明人提供了一种耐高温双连续结构球形吸波粉体及其制备方法。

技术实现思路

1、(1)要解决的技术问题

2、本发明实施例提供了一种耐高温双连续结构球形吸波粉体及其制备方法，解决了现有sicf/sic陶瓷基复合材料表面制备耐高温吸波涂层材料由于需要借助热匹配层来增强涂层的热震性能而导致涂层整体重量增加的技术问题。

3、(2)技术方案

4、本发明的第一方面提供了一种耐高温双连续结构球形吸波粉体，包括莫来石粉体和sicn粉体，所述莫来石粉体与所述sicn粉体的质量比为1.5～9:1。

5、进一步地，所述sicn粉体的粒径为1～10μm。

6、本发明的第二方面提供了一种耐高温双连续结构球形吸波粉体的制备方法，包括以下步骤：

7、将莫来石粉体、sicn粉体、粘结剂及去离子水混合均匀，得到悬浊液；

8、采用喷雾干燥造粒工艺将所述悬浊液制备成粉体，将得到的粉体进行烘干处理，得到莫来石/sicn双连续结构复合粉体。

9、进一步地，所述sicn粉体的粒径为1～10μm。

10、进一步地，所述将莫来石粉体、sicn粉体、粘结剂及去离子水混合均匀，得到悬浊液，具体为：

11、采用球磨方式进行混合得到所述悬浊液，球磨转速为150rpm～420rpm，球磨时间为2.5h～5h，球料比为4～6:1。

12、进一步地，所述悬浊液中的所述粘结剂的质量百分数为0.21％～0.54％，所述莫来石粉体和所述sicn粉体的质量百分数之和为30％～50％，所述莫来石粉体与所述sicn粉体的质量比为1.5～9:1。

13、进一步地，所述喷雾干燥造粒工艺的参数为：进口温度200℃～300℃，出口温度120℃～160℃，喷头转速25hz～40hz，蠕动泵转速30rpm～45rpm。

14、进一步地，所述将得到的粉体进行烘干处理，具体为：

15、将所述粉体在100℃～150℃下干燥20h～30h。

16、进一步地，烘干处理后经过检验筛，得到粒径为30μm～80μm的莫来石/sicn双连续结构复合粉体。

17、进一步地，所述粘结剂为聚乙烯醇。

18、(3)有益效果

19、综上，本发明通过莫来石相、sicn相均与sicf/sic复材具备良好的热匹配性，所制备涂层与sicf/sic陶瓷基复合材料基材保持良好的热匹配性能，无需进一步引入过渡层，有利于材料的轻量化；同时通过调控组分含量以及粉体的粒度实现复合粉体的双连续结构，保证复合粉体中起阻抗匹配作用的莫来石相与作为吸波剂的sicn相性能能够均质复合，材料所制备的涂层满足阻抗匹配要求，具有良好的吸波性能。

技术特征：

1.一种耐高温双连续结构球形吸波粉体，其特征在于，包括莫来石粉体和sicn粉体，所述莫来石粉体与所述sicn粉体的质量比为1.5～9:1。

2.根据权利要求1所述的耐高温双连续结构球形吸波粉体，其特征在于，所述sicn粉体的粒径为1～10μm。

3.一种如权利要求1-2中任一项所述的耐高温双连续结构球形吸波粉体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的耐高温双连续结构球形吸波粉体的制备方法，其特征在于，所述sicn粉体的粒径为1～10μm。

5.根据权利要求3所述的耐高温双连续结构球形吸波粉体的制备方法，其特征在于，所述将莫来石粉体、sicn粉体、粘结剂及去离子水混合均匀，得到悬浊液，具体为：

6.根据权利要求3所述的耐高温双连续结构球形吸波粉体的制备方法，其特征在于，所述悬浊液中的所述粘结剂的质量百分数为0.21％～0.54％，所述莫来石粉体和所述sicn粉体的质量百分数之和为30％～50％，所述莫来石粉体与所述sicn粉体的质量比为1.5～9:1。

7.根据权利要求3所述的耐高温双连续结构球形吸波粉体的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥造粒工艺的参数为：进口温度200℃～300℃，出口温度120℃～160℃，喷头转速25hz～40hz，蠕动泵转速30rpm～45rpm。

8.根据权利要求3所述的耐高温双连续结构球形吸波粉体的制备方法，其特征在于，所述将得到的粉体进行烘干处理，具体为：

9.根据权利要求3所述的耐高温双连续结构球形吸波粉体的制备方法，其特征在于，烘干处理后经过检验筛，得到粒径为30μm～80μm的莫来石/sicn双连续结构复合粉体。

10.根据权利要求3-9中任一项所述的耐高温双连续结构球形吸波粉体的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇。

技术总结
本发明涉及高温吸波涂层材料技术领域，具体涉及一种耐高温双连续结构球形吸波粉体及其制备方法。该吸波粉体包括莫来石粉体和SiCN粉体，莫来石粉体与SiCN粉体的质量比为1.5～9:1。该耐高温双连续结构球形吸波粉体及其制备方法的目的是解决现有SiC<subgt;f</subgt;/SiC陶瓷基复合材料表面制备耐高温吸波涂层材料由于需要借助热匹配层来增强涂层的热震性能而导致涂层整体重量增加的问题。

技术研发人员：徐俊杰,邱海鹏,王岭,王晓猛,陈义,马新,梁艳媛
受保护的技术使用者：中国航空制造技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14