专利名称:具有防辐射性能作用的复合涂层的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合涂层材料，特别是一种具有防辐射性能作用的复合涂层。属于复合材料领域。
背景技术：
导弹、卫星、飞机等航天器以及军舰等电子器件的工作环境中充满了各种高能带电粒子和各波段的电磁辐射，如高能质子、电子、中子、离子和无线电波、微波、x射线、γ射线等，它们会给上述电子器件带来严重的辐射损害和电磁干扰，是航天器故障和失效的重要诱因。如高能带电粒子通过电离辐射作用使半导体器件SiO2绝缘层中的电子—空穴对增加，导致MOS晶体管的阈值电压漂移、双极型晶体管增益下降；产生使微电子器件逻辑状态改变的单粒子翻转事件和使CMOS组件发生可控硅效应的单粒子锁定事件；高能粒子穿越具有高折射率的光学材料时还会产生切伦柯夫辐射效应，使背景出现不该有的亮点等。
经文献检索，N.C.Das，D.Khastgir等人在Composites partAapplied scienceand manufacturing(《复合材料》)杂志2000年第31卷发表的文章“Electromagnetic inference shielding effectiveness of carbon black and carbonfibra EVA and NR based composites(炭黑、碳纤维乙烯乙酸乙烯酯及天然橡胶基复合材料的电磁干扰屏蔽效果)”。该文介绍的三种屏蔽材料炭黑、碳纤维乙烯乙酸乙烯酯及天然橡胶基复合材料虽然对100-2000MHz和8-12GHz的X射线具有一定的屏蔽效果，但是力学性能不高，而且因为这些材料在射线作用下具有不稳定性，发生交联，产生老化现象，并且不利于环保，因而很难应用于航天器的使用环境和电子仪表的防护。而航天仪器由于其特殊的使用环境，要求所用的材料具有很高的力学性能、耐高温和低温性能以及抗老化能力，因此上述材料用在航天仪器上是不合适的。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足和缺陷，提供一种具有防辐射性能作用的复合涂层，特别是屏蔽外太空高能射线。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明主要采用热喷涂的方法在LY12基体上制备梯度复合涂层材料，具有防辐射性能作用的复合涂层包括复合打底层、金属Pb层或/和陶瓷材料TiO2层。复合打底层材料为NiCrAlY，在清理过的LY12基体上先喷涂复合打底层材料NiCrAlY，厚度为0.1mm，然后再在复合打底层上喷涂陶瓷材料TiO2层，厚度为0.2mm；或者在清理过的LY12基体上先喷涂复合打底层材料NiCrAlY，厚度为0.1mm，然后再在复合打底层上喷涂金属Pb层，其厚度为0.2mm；或者先在清理过的LY12基体上喷涂打底材料NiCrAlY，厚度为0.1mm，接着在复合打底层上喷涂陶瓷材料TiO2层，厚度为0.1mm，最后在陶瓷材料TiO2层上喷涂金属Pb层，厚度为0.1mm。
复合打底层用等离子喷涂，金属Pb层用普通火焰喷涂的方法喷涂，陶瓷材料TiO2层通过等离子喷涂。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明的屏蔽涂层体系具有良好的防外太空高能射线特别是x射线、γ射线的能力，对x射线的屏蔽率达到5～12％，对γ射线的屏蔽率达到7～10％，对α、β射线的屏蔽率达到标准，能显著地提高导弹、卫星、飞机等航天器以及军舰等电子器件的使用寿命，因而具有良好的市场前景及经济、军事应用价值。
具体实施方式
本发明的抗辐射指标如下表所示射线类型 x射线 γ射线 α、β射线屏蔽率(％) 5～12％ 7～10％ 达到标准以下结合具体的实施对本发明作进一步的理解实施例1NiCrAlY-Pb防辐射性能作用的复合涂层及其制备方法首先将LY12基体表面进行喷砂活化处理，其次利用等离子喷涂制备NiCrAlY复合打底层，厚度为0.1mm，然后利用普通火焰喷涂制备金属Pb层，其厚度为0.2mm。通过辐照实验，表明该涂层体系具有良好的防高能射线效果，对γ射线屏蔽达10.9％，x射线射线屏蔽达7.4％，α及β射线能达到标准。
实施例2NiCrAlY-TiO2防辐射性能作用的复合涂层及其制备方法首先将LY12基体表面进行喷砂活化处理，其次利用等离子喷涂制备NiCrAlY复合打底层，厚度为0.1mm，然后利用等离子喷涂制备陶瓷材料TiO2层，其厚度为0.2mm。通过辐照实验，表明该涂层体系具有良好的防高能射线效果，对γ射线屏蔽达6.7％，x射线射线屏蔽达5.8％，α及β射线能达到标准。
实施例3NiCrAlY-TiO2-Pb防辐射性能和电磁屏蔽作用的复合涂层及其制备方法首先将LY12基体表面进行喷砂活化处理，其次利用等离子喷涂制备NiCrAlY复合打底层，厚度为0.1mm。然后利用等离子喷涂制备TiO2层，其厚度0.1mm。最后利用普通火焰喷涂制备金属Pb层，其厚度为0.1mm。通过辐照实验，表明该涂层体系具有良好的防高能射线效果，对γ射线屏蔽达9.2％，x射线屏蔽达10.1％，α及β射线能达到标准。
权利要求
1.一种具有防辐射性能作用的复合涂层，包括复合打底层、金属Pb层或/和陶瓷材料TiO2层，其特征在于，在清理过的LY12基体上先喷涂复合打底层，然后再在复合打底层上喷涂陶瓷材料TiO2层；或者在清理过的LY12基体上先喷涂复合打底层，然后再在复合打底层上喷涂金属Pb层；或者先在清理过的LY12基体上喷涂复合打底层，接着在复合打底层上喷涂陶瓷材料TiO2层，最后在陶瓷材料TiO2层上喷涂金属Pb层。
2.根据权利要求
1所述的具有防辐射性能作用的复合涂层，其特征是，复合打底层材料为NiCrAlY。
3.根据权利要求
1所述的具有防辐射性能作用的复合涂层，其特征是，由复合打底层、陶瓷材料TiO2层组成时，复合打底层厚度为0.1mm，陶瓷材料TiO2层，厚度为0.2mm。
4.根据权利要求
1所述的具有防辐射性能作用的复合涂层，其特征是，由复合打底层、金属Pb层组成时，复合打底层厚度为0.1mm，金属Pb层，厚度为0.2mm。
5.根据权利要求
1所述的具有防辐射性能作用的复合涂层，其特征是，由复合打底层、金属Pb层、陶瓷材料TiO2层组成时，复合打底层厚度为0.1mm，陶瓷材料TiO2层厚度为0.1mm，金属Pb层厚度为0.1mm。
专利摘要
一种具有防辐射性能作用的复合涂层。属于复合材料领域。本发明包括复合打底层、金属Pb层或/和陶瓷材料TiO
文档编号G21F1/00GKCN1585036SQ200410025044
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月10日
发明者姚利丽, 倪红军, 孙宝德, 王俊 申请人:上海交通大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan