等离子喷涂Cr/Al2O3吸波涂层的微观结构调控与介电性能研究

Radar absorbing coatings coated on the surface of the weapons and equipment can effectively reduce the radar cross section of the target, especially for stealth demands of the weapons and equipment in duty and researching. The radar absorbing coatings with excellent performance not only need to satisfy thin thickness, light density, brand frequency and strong absorption characteristics, but also need to have good weather resistance and adhesion. Based on the characteristics of metal/ceramic coating with toughness of metal and high-temperature resistance of ceramic, the preparation of high-temperature resistant Cr/Al2O3 coating using plasma spray technology was raised in this project. This project intends to start from the aspects of the primary particle size and composite particle characteristics, through the optimization of critical plasma spray parameters(CPSP), establish and develop the controllable preparation methods of Cr/Al2O3 coating with different microstructure, explore the main controlling factors of specific microstructure of the coatings; the relationships of microstructure, composition of the coating and its dielectric properties are investigated, revealing the regulatory mechanism of the dielectric properties of Cr/Al2O3 coating, proposing the preparation methods of metal/ceramic coating with controllable dielectric properties.

涂覆在武器装备表面的雷达吸波涂层能够有效降低目标的雷达散射截面，特别适用于现役和在研武器装备的隐身需求。性能优异的吸波涂层不仅需要满足厚度薄、质量轻、频带宽和吸收强，还需具有较好的耐候性和粘结性。基于金属/陶瓷涂层兼有金属的韧性和陶瓷耐高温的特点，提出以等离子喷涂技术制备Cr/Al2O3耐高温吸波涂层的思路。本项目拟从初级颗粒尺寸和复合颗粒特征两方面出发，通过关键等离子喷涂参数(CPSP)的调整优化，建立和发展不同微观结构Cr/Al2O3涂层的可控制备方法，探索具有特定组织结构涂层形成的主要控制因素；研究涂层微观结构、组分含量与涂层介电性能的关系，发现和揭示Cr/Al2O3涂层介电性能的调控机制，提出介电性能可控的金属/陶瓷涂层制备方法和途径。

涂覆在武器装备表面的雷达吸波涂层能够有效降低目标的雷达散射截面，特别适用于现役和在研武器装备的隐身需求。基于金属/陶瓷涂层兼有金属的韧性和陶瓷耐高温的特点，提出以等离子喷涂技术制备Cr/Al2O3耐高温吸波涂层的思路。本项目的研究内容包括初级颗粒尺寸、组分含量和复合颗粒特征对等离子喷涂Cr/Al2O3涂层微观结构和介电性能的影响；系统研究涂层微观结构与介电性能和电磁波吸收性能之间的关系。. 针对组分含量对等离子喷涂Cr/Al2O3涂层介电性能影响显著的特点，发现了控制涂层介电性能的较优组分范围，得到了组分含量对涂层微观结构、介电性能和反射率的影响规律；研究了初级Cr颗粒尺寸对等离子喷涂Cr/Al2O3涂层微观结构和介电性能的影响关系，并解释了其影响机理；通过高能球磨-喷雾干燥喂料、机械破碎喂料和喷雾干燥喂料三种不同特征喂料的制备和对比，阐明了喂料特征对热喷涂金属陶瓷涂层微观结构的影响，揭示了微观结构与涂层介电性能之间所存在的关系；探索了溶胶凝胶法制备Cr/Al2O3包覆颗粒，并对包覆颗粒的表面和截面进行了表征；研究了组分含量和初级Cr颗粒尺寸对热压烧结Cr/Al2O3复合材料微观结构、孔隙率和显微硬度的影响关系。. 设计并装配了一套热喷涂涂层结合强度测试试样制备夹具，申请一项实用新型专利并获得授权；设计并装备了一套用于金属材料表面热喷涂涂层基体冷却装置，申请一项实用新型专利并获得授权。. 在本项目执行期间，以第一作者（兼通讯作者）在国际国内学术期刊发表学术论文12篇，其中SCI检索国际学术论文6篇，EI检索学术论文6篇，中文核心学术论文6篇；培养硕士研究生4人，本科生4人。