[发明专利]一种氮化硅陶瓷基材表面高反射防激光膜层的制备方法

说明书

一种氮化硅陶瓷基材表面高反射防激光膜层的制备方法，它涉及一种高反射防激光膜层的制备方法。本发明要解决现有氮化硅材料对于激光吸收率较高，会产生大量的热量，造成结构破坏的问题。制备方法：一、氮化硅陶瓷表面预处理；二、氧化钛纳米浆料的配制；三、氧化钛涂层的制作。本发明用于氮化硅陶瓷基材表面高反射防激光膜层的制备。

技术领域

本发明涉及一种高反射防激光膜层的制备方法。

背景技术

随着航空航天技术的发展，要求透波材料在更宽的频带具有良好稳定的透波性能，更好的抗热冲击性能和更优秀的耐候性能，国内外对高温透波材料进行了深入的研究。其中氮化硅陶瓷料具有共价键力强，热膨胀系数低(2.35×10^-6/K)，抗氧化温度高等优势成为研究热点。近年来，随着大功率激光器的研制成功，激光武器发展迅速。激光武器会对材料造成热破坏、力学破坏和辐射破坏。普通的氮化硅材料对于激光吸收率较高，会产生大量的热量，造成结构破坏。

发明内容

本发明要解决现有氮化硅材料对于激光吸收率较高，会产生大量的热量，造成结构破坏的问题，而提供一种氮化硅陶瓷基材表面高反射防激光膜层的制备方法。

一种氮化硅陶瓷基材表面高反射防激光膜层的制备方法，它是按以下步骤完成的：

一、氮化硅陶瓷表面预处理：

将氮化硅陶瓷清洗并干燥，得到预处理后的氮化硅陶瓷；

二、氧化钛纳米浆料的配制：

将纳米二氧化钛、丙烯酸树脂及丙酮混合，在转速为500r/min～1000r/min的条件下，磁力搅拌1h～2h，得到浆料，在功率为500W～1000W的条件下，将浆料通过水浴超声振荡1h～2h，然后将振荡后的浆料置于细胞破碎仪中，在探头功率为1000W～1200W的条件下，探头超声振荡3min～5min，得到氧化钛纳米浆料；

所述的纳米二氧化钛与丙烯酸树脂的质量比为1:(100～200)；所述的纳米二氧化钛与丙酮的质量比为1:(500～1000)；

三、氧化钛涂层的制作：

①、在压强为8bar～10bar的条件下，通过高压冷喷涂方法，将氧化钛纳米浆料喷涂于预处理后的氮化硅陶瓷表面，喷涂时间为10s～30s，涂层厚度为1μm～2μm，喷涂结束后，置于常温真空箱中干燥8h～10h；

②、重复步骤三①4次～8次，得到表面设有高反射防激光膜层的氮化硅陶瓷基材。

本发明的有益效果是：

氮化硅陶瓷在微观上具有多孔结构，表面粗糙度较大，正常工艺工程难以实现在其表面均匀镀膜，并且膜层容易脱落。本发明通过添加丙烯酸树脂强化了二氧化钛纳米浆料的结合性能，一方面丙烯酸树脂具有保光保色性，耐水耐化学性等稳定的物理化学特性，并且具有良好的粘附性，另一方面纳米二氧化钛在可见光范围内具有较强的反射性，保证了本发明中使用的氧化钛纳米浆料能够实现激光反射的功能。此外，本发明通过表面预处理，清除了氮化硅陶瓷表面杂质及非亲基团，进一步通过高压冷喷涂的方法，保证了二氧化钛在喷涂过程的分散性，强化了二氧化钛纳米颗粒与基底结合，实现了二氧化钛纳米颗粒在氮化硅基底的均匀沉积，提高了表面平整度，增强了结构对可见光的反射率。

本发明在氮化硅陶瓷表面获得了厚度均匀，性能稳定的氧化钛涂层，陶瓷表面对入射光(532nm波长)的反射率由10％提升至70％。

本发明用于一种氮化硅陶瓷基材表面高反射防激光膜层的制备方法。

附图说明

图1为未进行任何处理的氮化硅陶瓷实物图；

图2为实施例一制备的表面设有高反射防激光膜层的氮化硅陶瓷基材实物图；