一种加热选频吸波复合涂层及其制备方法与流程

本发明涉及表面工程，具体涉及一种加热选频吸波复合涂层及其制备方法。

背景技术：

1、雷达波的吸收及屏蔽具有重要的作用。通过特定工作频段内的电磁波的屏蔽与吸收转换可实现对雷达波的动态反馈，实现特定频段电磁波的接受与屏蔽控制，这种可控调整将大幅提升雷达照射环境飞行器信息通信过程的电磁波接收、发送的稳定性及可靠性。因此电磁窗口屏蔽与吸收转换可调整雷达波探测或发射过程的通道开关，形成电磁波的可控吸收及发射，提高环境适应性及有效性。

2、同时飞行环境下电磁窗口存在的结冰问题，无法采用目前的直接加热方法进行解决，加热材质的导电性将影响吸波及屏蔽涂层的功能性，从而导致整个前向探测任务系统失效，因此进行防冰及特定波段电磁波吸收及屏蔽设计将大幅提高目前电磁窗口可调控性，形成可控的电磁波反射及吸收，提高结冰环境下的适用性，可拓展至航天、汽车等相关领域进行应用。

3、针对以上背景，目前基于电阻加热原理的传统加热方法，耗能高、效率低，且不能形成与选频吸收的有效配合，加热层材质一般为金属或碳基材质，具有一定的导电性能。其放置于吸波材料及结构表面时由于电磁屏蔽效应原理导致电磁波全频段反射，不具备电磁波吸收效果；放置于吸波材料或结构底部时，则由于热量传导过程需要穿透吸波涂层，热量传递发生热量损失，大大损耗电热功效。因此在加热及/雷达兼容研究方面，电加热原理与电磁波吸收原理存在相互影响，尚未解决这种加热膜与吸波涂层复合时的热能传输与雷达波吸收的矛盾，兼容效果不佳。

4、因此，发明人提供了一种加热选频吸波复合涂层及其制备方法。

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加热选频吸波复合涂层及其制备方法，解决了加热膜与吸波涂层复合时的热能传输与雷达波吸收之间的兼容效果不佳的技术问题。

3、(2)技术方案

4、本发明提供了一种加热选频吸波复合涂层，包括由下至上依次叠放连接的雷达吸波层和镂空电热层，所述镂空电热层为石墨烯加热膜或碳纤维加热膜且用于在加载电压下实现特定波段电磁波的透入，所述镂空电热层的镂空网格状结构用于在非加载电压下反射电磁波。

5、进一步地，所述雷达吸波层包括透波基体以及填充于所述透波基体内的铁磁性吸波剂。

6、进一步地，所述铁磁性吸波剂包括层片结构羰基铁及球状结构羰基铁。

7、进一步地，所述透波基体为聚氨酯。

8、进一步地，所述镂空电热层的上、下表面分别通过绝缘膜、隔热膜进行封装。

9、进一步地，所述隔热膜为石墨烯薄膜或碳纤维薄膜。

10、进一步地，加热选频吸波复合涂层还包括表面功能层，所述表面功能层涂覆于所述镂空电热层，所述表面功能层为超疏水涂层或防腐涂层。

11、进一步地，所述镂空电热层的镂空网格为长条形。

12、本发明还提供了一种上述的加热选频吸波复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

13、制备雷达吸波层，并将所述雷达吸波层涂覆在工件表面；

14、制备镂空电热层，并将所述雷镂空电热层涂覆在所述雷达吸波层的表面；

15、制备表面功能层，并将所述表面功能层涂覆在所述镂空电热层的表面。

16、进一步地，采用胶粘剂进行所述雷达吸波层与所述镂空电热层的粘接。

17、(3)有益效果

18、综上，本发明通过采用石墨烯或碳纤维作为加热膜，利用石墨烯、碳纤维等材质特殊的半导体特性，通过可加热、费米能级随电压的变化导致电阻变化的原理，实现了加热及对电磁波的透入的共同变化，以及吸波、加热的动态调控。同时进行镂空的图案化设计，通过大面积镂空加热膜形成对电磁波的屏蔽，在加载电压后则形成加热效果，并形成对电磁波的透入；下层的雷达吸波层则通过高效的吸收剂形成对透入内部特定频段下电磁波的高效吸收。通过双层结构复合形成可加热、可选频吸收和屏蔽的表面结构。

技术特征：

1.一种加热选频吸波复合涂层，其特征在于，包括由下至上依次叠放连接的雷达吸波层(1)和镂空电热层(2)，所述镂空电热层(2)为石墨烯加热膜或碳纤维加热膜且用于在加载电压下实现特定波段电磁波的透入，所述镂空电热层(2)的镂空网格状结构用于在非加载电压下反射电磁波。

2.根据权利要求1所述的加热选频吸波复合涂层，其特征在于，所述雷达吸波层(1)包括透波基体以及填充于所述透波基体内的铁磁性吸波剂。

3.根据权利要求2所述的加热选频吸波复合涂层，其特征在于，所述铁磁性吸波剂包括层片结构羰基铁及球状结构羰基铁。

4.根据权利要求1所述的加热选频吸波复合涂层，其特征在于，所述镂空电热层(2)的上、下表面分别通过绝缘膜、隔热膜进行封装。

5.根据权利要求4所述的加热选频吸波复合涂层，其特征在于，所述隔热膜为石墨烯薄膜或碳纤维薄膜。

6.根据权利要求1所述的加热选频吸波复合涂层，其特征在于，还包括表面功能层(3)，所述表面功能层(3)涂覆于所述镂空电热层(2)，其为超疏水涂层或防腐涂层。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的加热选频吸波复合涂层，其特征在于，所述镂空电热层(2)的镂空网格为长条形。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的加热选频吸波复合涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的加热选频吸波复合涂层的制备方法，其特征在于，制备表面功能层(3)，并将所述表面功能层(3)涂覆在所述镂空电热层(2)的表面。

10.根据权利要求8所述的加热选频吸波复合涂层的制备方法，其特征在于，采用胶粘剂进行所述雷达吸波层(1)与所述镂空电热层(2)的粘接。

技术总结本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种加热选频吸波复合涂层及其制备方法。加热选频吸波复合涂层包括由下至上依次叠放连接的雷达吸波层、镂空电热层，镂空电热层为石墨烯加热膜或碳纤维加热膜且用于在加载电压下实现特定波段电磁波的透入，镂空电热层的镂空网格状结构用于在非加载电压下反射电磁波。该加热选频吸波复合涂层及其制备方法的目的是解决加热膜与吸波涂层复合时的热能传输与雷达波吸收之间的兼容效果不佳的问题。技术研发人员：刘星,武壮壮,马国佳,马贺,余庆陶,孙刚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：2024/6/13