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随着隐身技术的发展和武器装备高温部件的隐身需求,传统的“薄、宽、轻、强”已经不能完全满足新一代空中武器装备对雷达波吸波材料的要求,研制兼具吸波性能好和耐高温的吸波材料越来越受到世界各国的高度重视。吸波涂层因其具有对目标的外形适应性强,施工简单,特别是适用于现有武器装备,对装备的改动比较小,并且对武器系统的机动性能和火力性能影响小等特点而得到广泛地研究,目前对吸波涂层的研究主要集中在常温吸波涂层领域,对高温吸波涂层的研究报道极少。羰基铁粉作为一种典型的磁损耗型吸收剂,是目前最为常用的雷达波吸收剂之一,由于其居里温度高达770℃,因此,有望成为耐温吸波涂层的吸收剂。本文的主要研究内容和结果如下:(1)采用喷涂法制备了羰基铁粉/有机硅树脂吸波涂层,通过调节羰基铁粉的含量来调节涂层的电磁参数,兼调节涂层厚度来调节涂层的吸波性能。在室温到300℃范围内,涂层的反射率随测试温度的变化几乎不变,说明该涂层具有很好的瞬时热稳定性。涂层经过高温热处理后,由于热处理过程中空气中的氧气促进了羰基铁粉和有机硅树脂的反应,涂层的介电常数实部和虚部均升高;由于涂层中羰基铁粉的部分氧化,涂层的磁导率实部和虚部均有所降低。通过热压法制备出羰基铁粉/聚酰亚胺树脂和羰基铁粉/硼酚醛树脂吸波涂层,对比三种吸波涂层与钛合金基板间的结合强度和不同热处理温度后涂层的热稳定性,得出硼酚醛树脂为基体的吸波涂层综合性能最好,考虑到三种树脂的制备工艺,最终选用有机硅树脂作为耐热树脂基体进行进一步的研究。(2)以硝酸钇和钼酸铵为原料,采用柠檬酸法制备出钼酸钇前驱体,根据钼酸钇前驱体的TG-DSC曲线分析得出钼酸钇前驱体的最佳煅烧温度为780℃,从而制备出纯度高、结晶性好、晶粒尺寸均匀的钼酸钇颗粒。通过高温XRD测试得出所制备的钼酸钇在100℃到800℃温度范围内,体膨胀系数为-10.4×10-6/℃。将钼酸钇颗粒与羰基铁粉混合分散到有机硅树脂中,得到钼酸钇/羰基铁粉/有机硅树脂吸波涂层。研究了不同钼酸钇含量对涂层的热膨胀系数和电磁参数及吸波性能的影响,研究结果表明:随着钼酸钇含量的增加,涂层的热膨胀系数降低;涂层介电常数实部和虚部、磁导率实部和虚部均降低;涂层反射率的最低吸收峰值对应的频率向高频方向移动。研究了钼酸钇含量为10wt%的钼酸钇/羰基铁粉/有机硅树脂吸波涂层的高温热稳定性,对比羰基铁粉/有机硅树脂吸波涂层的高温热稳定性,结果表明:随着钼酸钇的加入,羰基铁粉/有机硅树脂吸波涂层在经过热处理后,涂层的吸收值仍然随着热处理温度的升高而升高。(3)采用化学氧化对羰基铁粉进行处理,制备出四氧化三铁包覆羰基铁粉。对不同化学氧化时间得到的四氧化三铁包覆羰基铁粉进行分析可以得出:随着化学氧化时间的增加,羰基铁粉表面生成的Fe3O4增加,四氧化三铁包覆羰基铁粉的抗氧化性增加。电磁参数及吸波性能研究表明:随着化学氧化时间的增加,涂层介电常数实部略有降低,虚部几乎不变,磁导率实部略有降低,虚部几乎不变;涂层的最低吸收峰值对应的频率向高频方向移动。相比于原始羰基铁粉为吸收剂的吸波涂层,化学氧化90 min得到的四氧化三铁包覆羰基铁粉/有机硅树脂吸波涂层在150℃和200℃下热处理100h后的热稳定性能较好,这是由于羰基铁粉表面的α-Fe经化学氧化处理后氧化生成为Fe3O4,Fe3O4层在一定程度上阻止了高温下的氧扩散。但制备出的四氧化三铁包覆羰基铁粉仍然不能作为250℃长时间应用下的吸收剂。(4)采用化学镀的方法将羰基铁粉表面镀钴,得到钴包覆羰基铁粉。热重分析表明化学镀后得到的钴包覆羰基铁粉热稳定性高于原始羰基铁粉的热稳定性,但化学镀的时间对钴包覆羰基铁粉的热稳定性影响不大。电磁参数及吸波性能研究表明:镀钴后,涂层介电常数实部和虚部均略有升高,磁导率实部略有降低,虚部几乎不变;而且,随着化学镀时间的增加,介电常数实部和虚部升高的越多,磁导率实部下降的也越多;随着化学镀时间增加,涂层反射率最低吸收峰值对应的频率向低频方向移动。对化学镀1h得到的钴包覆羰基铁粉/有机硅树脂吸波涂层在250℃热处理100h,得出:化学镀钴后,钴包覆羰基铁粉/有机硅树脂吸波涂层250℃热处理前后电磁参数几乎不变。这说明化学镀后的钴包覆羰基铁粉热稳定性较好。(5)采用Stober方法将羰基铁粉表面镀二氧化硅,得到二氧化硅包覆羰基铁粉。热重分析表明二氧化硅包覆羰基铁粉的热稳定性高于原始羰基铁粉的热稳定性。电磁参数及吸波性能研究表明:包覆二氧化硅后,涂层介电常数实部和虚部、磁导率实部和虚部均略有降低;涂层最低吸收峰值对应的频率向高频方向移动;而且,二氧化硅包覆层的存在增加了涂层的阻抗匹配,拓宽了涂层的吸收频宽。热稳定性分析表明:羰基铁粉表面形成的二氧化硅层改变了羰基铁粉/有机硅树脂吸波涂层250℃热处理前后电磁参数的变化趋势,从经过热处理后变化较大变为热处理后几乎不变。这说明二氧化硅包覆后的羰基铁粉在250℃下的热稳定性较好。