隐身复合层及其制备方法

本发明涉及涂层，特别是涉及一种隐身复合层及其制备方法。

背景技术：

1、光电探测技术的发展和探测器件灵敏度的提高，使制导武器的精确打击能力迅速提高，进一步增大了军事装备被探测、追踪和打击的风险。为缩短被发现的距离、提高生存概率，亟需发展适用于高温服役条件下的红外隐身技术。同时，战场环境的复杂化和探测技术的多样化对关键部件的多波段兼容隐身性能也提出了更高要求。

2、贵金属材料（例如贵金属材料包括pt、ag、pd等）具有优异的抗高温氧化性、抗腐蚀性和极低的红外发射率，涂敷于关键部件表面的贵金属涂层可降低整体的辐射功率，减小与周围环境辐射信号的差异，实现红外隐身的效果。但是，适用于红外隐身的贵金属涂层在可见光波段也具有高反射率，影响了构件在可见光波段的隐身性能。因此，需要发展一种隐身涂层，满足可见-红外兼容隐身的需求，且高温环境下可长时间稳定服役。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种隐身复合层及其制备方法，通过表面具有凹槽的阻扩散层，不仅提高了隐身层的附着力，而且使隐身层表面形成可见光消光槽，从而提高隐身复合层在高温环境下的稳定性，而且兼具可见光和红外光隐身的效果。

2、第一方面，本申请提供一种隐身复合层，所述隐身复合层包括基体以及设置于所述基体一侧的阻扩散层，所述阻扩散层远离所述基体的表面具有多个凹槽；

3、所述阻扩散层具有凹槽的一侧设置有隐身层，所述隐身层与所述阻扩散层接触的一侧表面嵌入所述凹槽；所述隐身层远离所述阻扩散层的一侧表面具有多个可见光消光槽。

4、在一些实施方式中，所述可见光消光槽的直径为50nm~350nm。

5、在一些实施方式中，所述可见光消光槽的深度为50nm~1200nm。

6、在一些实施方式中，相邻所述可见光消光槽的中心间距为125nm~450nm。

7、在一些实施方式中，所述可见光消光槽呈倒锥状。

8、在一些实施方式中，所述可见光消光槽与所述凹槽的位置一一对应。

9、在一些实施方式中，所述可见光消光槽呈阵列排布。

10、在一些实施方式中，所述凹槽的直径为125nm~450nm。

11、在一些实施方式中，所述凹槽的深度为250nm~1500nm。

12、在一些实施方式中，相邻所述凹槽的中心间距为125nm~450nm。

13、在一些实施方式中，所述凹槽呈圆柱状或倒锥状。

14、在一些实施方式中，所述阻扩散层的厚度为0.2μm~2μm。

15、在一些实施方式中，所述阻扩散层的材料包括氧化铝。

16、在一些实施方式中，所述阻扩散层的表面粗糙度ra＜1.5μm。

17、在一些实施方式中，所述隐身层的厚度为0.2μm~1.5μm。

18、在一些实施方式中，所述隐身层的材料包括贵金属。

19、可选地，所述隐身层的材料包括ir、pt、pd、ag和au中的至少一种。

20、在一些实施方式中，所述隐身复合层还包括粘结层，所述粘结层位于所述基体与所述阻扩散层之间，所述粘结层用于连接所述阻扩散层和所述基体。

21、可选地，所述粘结层的材料包括mcraly合金和nial合金中的至少一种，其中m包括ni和co中的至少一种。

22、在一些实施方式中，所述粘结层的厚度为20μm~80μm。

23、可选地，所述粘结层的表面粗糙度ra＜1.5μm。

24、第二方面，本申请提供一种如第一方面所述隐身复合层的制备方法，所述制备方法包括：

25、在基体的一侧制备阻扩散层，所述阻扩散层远离所述基体的表面具有多个凹槽；

26、在所述阻扩散层的表面制备隐身层，所述隐身层嵌入所述凹槽，并在所述隐身层远离所述阻扩散层的一侧表面形成多个可见光消光槽，制备得到所述的隐身复合层。

27、在一些实施方式中，所述阻扩散层采用阳极氧化法制备得到。

28、可选地，所述阻扩散层的材料包括氧化铝，所述阻扩散层的制备方法包括：

29、a.在所述基体的表面制备铝层；

30、b.对所述铝层进行阳极氧化，在铝层的表面形成氧化铝层；

31、c.采用腐蚀液对所述氧化铝层进行处理；

32、d.对步骤c处理后的铝层进行阳极氧化，制备得到具有多个所述凹槽的所述阻扩散层。

33、进一步可选地，在步骤b中，所述阳极氧化采用的电解液包括草酸、磷酸和硫酸中的至少一种。

34、进一步可选地，在步骤d中，所述阳极氧化采用的电解液包括草酸和磷酸中的至少一种。

35、在一些实施方式中，制备所述阻扩散层之前，在所述基体的一侧制备粘结层，并在所述粘结层的表面制备阻扩散层。

36、在一些实施方式中，制备所述粘结层和所述阻扩散层后，对具有所述粘结层和所述阻扩散层的基体进行真空热处理。

37、可选地，所述真空热处理的温度为900℃~1050℃。

38、可选地，所述真空热处理的真空度为(2×10-5)mbar~(7×10-5)mbar。

39、可选地，所述真空热处理的时间为2h~6h。

40、在一些实施方式中，制备所述阻扩散层之后，对所述阻扩散层进行选择氧化处理，所述选择氧化处理包括：在含氧气氛下，对所述阻扩散层进行加热氧化。

41、可选地，所述加热氧化的温度为900℃~1100℃。

42、可选地，所述选择氧化处理过程中氧气的气流率为25sccm~45sccm。

43、可选地，所述加热氧化的时间为5min~30min。

44、与传统技术相比，本申请至少具有以下有益效果：

45、本申请采用表面具有凹槽的阻扩散层，不仅能够提高隐身层与阻扩散层的结合力，提高稳定性，而且在高温状态下可避免隐身层发生扩散造成隐身层失效；此外，隐身层不仅能够对红外波段具有较低的发射率，而且表面形成的可见光消光槽，能够使隐身复合层表面在可见光波段形成结构色，从而实现在可见光波段的隐身，从而使本申请不仅能够满足高温环境下的使用要求，而且兼具可见光波段和红外波段的隐身性能。

技术特征：

1.一种隐身复合层，其特征在于，所述隐身复合层包括基体以及设置于所述基体一侧的阻扩散层，所述阻扩散层远离所述基体的表面具有多个凹槽；

2.如权利要求1所述隐身复合层，其特征在于，所述可见光消光槽满足如下条件中的至少一个：

3.如权利要求1所述隐身复合层，其特征在于，所述凹槽满足如下条件中的至少一个：

4.如权利要求1所述隐身复合层，其特征在于，所述阻扩散层满足如下条件中的至少一个：

5.如权利要求1所述隐身复合层，其特征在于，所述隐身层满足如下条件中的至少一个：

6.如权利要求1-5任一项所述隐身复合层，其特征在于，所述隐身复合层还包括粘结层，所述粘结层位于所述基体与所述阻扩散层之间，所述粘结层用于连接所述阻扩散层和所述基体；

7.一种权利要求1-6任一项所述隐身复合层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述阻扩散层采用阳极氧化法制备得到；

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，制备所述阻扩散层之前，在所述基体的一侧制备粘结层，并在所述粘结层的表面制备阻扩散层；

10.如权利要求7-9任一项所述的制备方法，其特征在于，制备所述阻扩散层之后，对所述阻扩散层进行选择氧化处理，所述选择氧化处理包括：在含氧气氛下，对所述阻扩散层进行加热氧化；

技术总结
本申请提供一种隐身复合层及其制备方法，隐身复合层包括基体以及设置于基体一侧的阻扩散层，阻扩散层远离基体的表面具有多个凹槽；阻扩散层具有凹槽的一侧设置有隐身层，隐身层与阻扩散层接触的一侧表面嵌入凹槽；隐身层远离阻扩散层的一侧表面具有多个可见光消光槽。本申请通过表面具有凹槽的阻扩散层，不仅提高了隐身层的附着力而且使隐身层表面形成可见光消光槽，从而使隐身复合层在高温环境下的稳定性，而且兼具可见光和红外光隐身的效果。

技术研发人员：何健,文娇,彭徽,周琪杰,李介博,郭洪波
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16