隔热/雷达吸波一体化复合涂层、表面涂覆复合涂层的钛合金材料及其制备方法

权利要求书： 1.一种隔热/雷达吸波一体化复合涂层，所述复合涂层为多层叠加结构，其特征在于，所述复合涂层由内向外依次包括金属黏结层、隔热陶瓷层、雷达吸波层和防扩散陶瓷层，所述隔热陶瓷层为氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷层，所述雷达吸波层为贴片式周期特性排列的以Bi2O3?SiO2?B2O3系低熔点无铅玻璃为粘结相、钌酸铋?Ag为导电相的电阻型高温电磁周期结构层，所述防扩散陶瓷层为稀土锆酸盐层；所述金属黏结层的厚度为0.03mm～0.08mm；

所述隔热陶瓷层的厚度为0.70mm～0.95mm；所述雷达吸波层的厚度为0.01mm～0.03mm；所述防扩散陶瓷层的厚度为0.03mm～0.14mm；所述电阻型高温电磁周期结构层中，导电相的质量占导电相与粘结相总质量的40～70％，导电相中钌酸铋与Ag的质量比为(50～90)：(10～50)；所述电阻型高温电磁周期结构层的周期尺寸a为5～45mm，贴片边长a·x，x为0.75或

0.85；所述氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷层中，氧化铝与稀土锆酸盐的质量比为2:98～20:

80，稀土锆酸盐为锆酸镧、锆酸钆或锆酸钐。

2.根据权利要求1所述的隔热/雷达吸波一体化复合涂层，其特征在于，所述金属黏结层为NiCrAlY、CoCrAlY或CoNiCrAlY层。

3.一种表面涂覆复合涂层的钛合金材料，其特征在于，包括钛合金基底以及涂覆于所述钛合金基底表面的复合涂层，所述复合涂层为权利要求1～2任一项所述的隔热/雷达吸波一体化复合涂层。

4.一种如权利要求3所述的表面涂覆复合涂层的钛合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对钛合金基底表面进行粗化处理；

(2)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(1)粗化后的钛合金基底上制备一层金属黏结层；

(3)采有大气等离子喷涂工艺将氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷材料涂覆在步骤(2)的金属黏结层上得到隔热陶瓷层；

(4)通过图案模板?空气喷涂工艺将高温电阻涂料涂覆在步骤(3)的隔热陶瓷层上，经过干燥、烧结后，得到雷达吸波层；

(5)采有大气等离子喷涂工艺在步骤(4)的雷达吸波层表面制备一层防扩散陶瓷层，完成表面涂覆复合涂层的钛合金材料的制备。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，粗化处理为：将钛合金基底置于喷砂机中进行喷砂粗化处理，喷砂粗化工艺参数为：压力控制为0.3～0.6MPa，喷砂距离为40～150mm，砂子粒径为60～120μm，喷砂时间为1～6min；

所述步骤(2)中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为35～50L/min，氢气流量为6～12L/min；电流大小控制为450～530A，功率为28～35kW；送粉氩气流量为1.0～3.0L/min，送粉量为15％～35％；喷涂距离为80～150mm；

所述步骤(3)中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为35～45L/min，氢气流量为10～15L/min；电流大小控制为530～620A，功率为30～45kW；送粉氩气流量为2.0～5.0L/min，送粉量为5％～35％；喷涂距离为80～200mm；

所述步骤(4)中，空气喷涂的压力为0.1～0.6MPa；干燥温度为130～200℃，干燥时间为

0.5～5h；烧结工艺参数为：峰值烧结温度为300～600℃，升温速度为20～25℃/min，烧结时间为10～60min，烧结气氛为空气；

所述步骤(5)中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为30～45L/min，氢气流量为7～12L/min；电流大小控制为500～600A，功率为25～40kW；送粉氩气流量为1.0～4.0L/min，送粉量为5％～30％；喷涂距离为80～200mm。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷材料制备方法包括以下步骤：①对稀土氧化物与氧化锆原料粉末进行高温热处理，再按照化学计量比将稀土氧化物、氧化锆、去离子水依次加入球磨罐中，通过湿法球磨工艺混合后得到陶瓷浆料；

②对陶瓷浆料进行干燥处理得到干燥粉末，并将干燥粉末研磨细化，然后筛分，通过筛分后的粉末进行高温固相合成得到稀土锆酸盐陶瓷粉末；

③将氧化铝粉末与步骤②的稀土锆酸盐陶瓷粉末混合，依次加入去离子水、阿拉伯树胶粉与柠檬酸三铵，通过球磨工艺混合均匀，再采用喷雾干燥工艺制备得到氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷材料；

所述步骤①中，高温热处理温度为800～1200℃，热处理时间为2～12h，稀土氧化物与氧化锆的摩尔比为1:(2～2.2)，去离子水的质量百分数为45～60％；

所述步骤②中，干燥温度为60～100℃，干燥时间为24～48h；高温固相合成温度为1200～1600℃，反应时间为12～72h；

所述步骤③中，氧化铝粉末与稀土锆酸盐陶瓷粉末的质量比为2:98～20:80，去离子水的质量百分数为40～70％，阿拉伯树胶粉的质量百分数为0.5～5％，柠檬酸三铵的质量百分数为0.5～5％；球磨转动速度为250～450r/min，搅拌时间为48～72h；喷雾干燥工艺参数为：出口温度为100～170℃，进口温度为150～280℃，浆料送料速度为0.5～5.0L/min，雾化盘转速为12000～25000r/min。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，高温电阻涂料由以下方法制备而成：将玻璃原料粉体混合均匀后经1200～1500℃的温度熔炼1～6h得到玻璃熔体，然后将玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣，再将玻璃渣球磨成玻璃粉后与钌酸铋?Ag复合粉混合均匀得到混合粉料，将混合粉料与有机载体混合研磨制成高温电阻涂料；

所述玻璃原料粉体主要由以下质量百分比的组分组成：Bi2O340％～50％、Re2O35％～

9％、Al2O34％～5％、SiO210％～30％、Li2O4％～8％、CaO3％～5％、MgO1％～5％、B2O3

3％～6％，Re为稀土元素；

所述玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉的混合过程在行星式重力搅拌机中混合，行星式重力搅拌机的公转速度为1000～1400rpm，自转速度为公转速度的20％～50％，搅拌时间为40～

80min；

所述混合粉料与有机载体的混合研磨在三辊研磨机中进行，三辊研磨机的转速为200～400r/min，研磨混料时间为1～6h；

所述高温电阻涂料中有机载体的质量百分数为20％～30％，所述有机载体主要由质量百分数为75％～85％的柠檬酸三丁酯、4％～7％的硝酸纤维素和11％～18％卵磷脂组成；

所述高温电阻涂料粘度为100～250Pa·s。

说明书： 一种隔热/雷达吸波一体化复合涂层、表面涂覆复合涂层的钛合金材料及其制备方法

技术领域[0001] 本发明属于高温功能陶瓷涂层材料领域，特别涉及一种隔热/雷达吸波一体化复合涂层、表面涂覆复合涂层的钛合金材料及其制备方法。背景技术[0002] 热障涂层体系是金属黏结层和陶瓷表层两个部分组成，其中陶瓷表层因具有低热导率特性，可以为金属合金基底提供隔热作用，从而有效降低钛合金基底表面温度。通常情况下，涂层隔热效果主要取决于涂层表面温度与涂层厚度，研究表明当表面温度为1200℃时，陶瓷表层的厚度每提高25.4μm，金属基底表面温度可降低约4～6℃，通过在钛合金基底表面涂覆热障涂层(ThermalBarrierCoatings，TBCs)是快速、有效地提高其耐高温能力和隔热性能的主要手段之一。由于高温部位电磁散射特征信号显著，将面临雷达制导武器攻击的严峻威胁，采用高温雷达吸波涂层可以有效降低高温环境下金属表面的电磁散射特征信号，从而降低雷达回波功率，实现其高温雷达隐身功能ZL201110053460.7号中国专利、ZL201110052115.1号中国专利、ZL201210139046.2号中国专利、ZL201410128311.6号中国专利、ZL201610479707.4中国专利文献分别公开了几种基于陶瓷基复合材料的结构型吸波材料，但由于承载能力相对较低，且成本相对较高，难以满足实际应用需求。而表面涂层技术因具备工艺技术简单、对外形影响较小、不受工件形状限制、成本低与可靠性高等优点，在钛合金高温部位采用高温雷达吸波涂层可有效降低其电磁散射特征信号强度，在高温雷达隐身材料领域具有广泛的应用前景。[0003] 传统的高温雷达吸波涂层采用陶瓷涂层中添加雷达吸收剂的方案，一方面为了实现较好的雷达吸波性能，通常雷达吸收剂的添加量较多，从而导致涂层热膨胀特性、力学性能均发生较大的变化，使其抗热震性能明显下降；另一方面由于添加的雷达吸收剂含量过多，复合涂层的热导率将明显升高，不利于涂层的隔热性能。此外，由于涂层厚度较大，在实际服役过程中容易出现涂层分层或脱落现象，上述问题均是本领域研究人员需要重点解决的瓶颈问题。201710943403.3号中国专利文献公开了一种耐高温雷达红外兼容隐身涂层及其制备方法，相对而言，涂层的厚度偏大、面密度较大且涂层抗热震性能需要进一步提升，与实际应用需求仍有一定差距。为了实现涂层隔热性能与雷达吸波功能一体化的应用要求，本专利公开了一种耐高温、抗热震性能优异的隔热/雷达吸波一体化复合涂层、表面涂覆复合涂层的钛合金材料及其制备方法。发明内容[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种耐高温、隔热性能与抗热震性能优异的隔热/雷达吸波一体化复合涂层，并相应提供了表面涂覆复合涂层的钛合金材料及其制备方法。[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案为一种隔热/雷达吸波一体化复合涂层，所述复合涂层为多层叠加结构，所述复合涂层由内向外依次包括金属黏结层、隔热陶瓷层、雷达吸波层和防扩散陶瓷层，所述隔热陶瓷层为氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷层，所述雷达吸波层为贴片式周期特性排列的以Bi2O3?SiO2?B2O3系低熔点无铅玻璃为粘结相、钌酸铋?Ag为导电相的电阻型高温电磁周期结构层，所述防扩散陶瓷层为稀土锆酸盐层。[0006] 本发明的上述技术方案主要基于以下原理：本发明首先利用添加的氧化铝改善了复合陶瓷涂层的高温电性能与微观力学性能，为电阻型高温电磁周期结构层的优化设计提供了宽阔的电性能设计空间，并提升了涂层的抗高温热冲击性能与实际服役性能；其次利用了高温电磁周期结构易于调控的材料体系、周期结构单元及其尺寸，可以实现涂层对更宽频段或特定频段雷达波的强吸收；最后在电阻型高温电磁周期结构层涂覆一层防扩散陶瓷层，利用喷涂的陶瓷层将电阻型高温电磁周期结构层材料及其图案固定，有效防止了高温电磁周期结构材料成分与组织的微观演变、或者周期结构图案尺寸的变化，解决了电阻型高温电磁周期结构层由于电性能随高温服役时间延长而导致的涂层雷达吸波性能衰减的问题，有效提高涂层长时高温雷达吸波性能的稳定性。[0007] 优选的，上述隔热/雷达吸波一体化复合涂层中，所述金属黏结层的厚度为0.03mm～0.08mm；所述隔热陶瓷层的厚度为0.70mm～0.95mm；所述雷达吸波层的厚度为0.01mm～0.03mm；所述防扩散陶瓷层的厚度为0.03mm～0.14mm。

[0008] 优选的，上述隔热/雷达吸波一体化复合涂层中，所述金属黏结层为NiCrAlY、CoCrAlY或CoNiCrAlY层；所述氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷层中，氧化铝与稀土锆酸盐的质量比为2:98～20:80，稀土锆酸盐为锆酸镧、锆酸钆或锆酸钐。[0009] 优选的，上述隔热/雷达吸波一体化复合涂层中，所述电阻型高温电磁周期结构层中导电相的质量占导电相与粘结相总质量的40～70％，导电相中钌酸铋与Ag的质量比为(50～90)：(10～50)。[0010] 优选的，上述隔热/雷达吸波一体化复合涂层中，所述电阻型高温电磁周期结构层的周期尺寸a为5～45mm。[0011] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种表面涂覆复合涂层的钛合金材料，包括钛合金基底以及涂覆于所述钛合金基底表面的复合涂层，所述复合涂层为上述的隔热/雷达吸波一体化复合涂层。[0012] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述表面涂覆复合涂层的钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：[0013] (1)对钛合金基底表面进行粗化处理；[0014] (2)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(1)粗化后的钛合金基底上制备一层金属黏结层；[0015] (3)采有大气等离子喷涂工艺将氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷材料涂覆在步骤(2)的金属黏结层上得到隔热陶瓷层；[0016] (4)通过图案模板?空气喷涂工艺将高温电阻涂料涂覆在步骤(3)的隔热陶瓷层上，经过干燥、烧结后，得到雷达吸波层；[0017] (5)采有大气等离子喷涂工艺在步骤(4)的雷达吸波层表面制备一层防扩散陶瓷层得到表面涂覆复合涂层的钛合金材料。[0018] 优选的，上述制备方法中，所述步骤(1)中，粗化处理为：将钛合金基底置于喷砂机中进行喷砂粗化处理，喷砂粗化工艺参数为：压力控制为0.3～0.6MPa，喷砂距离为40～150mm，砂子粒径为60～120μm，喷砂时间为1～6min；

[0019] 所述步骤(2)中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为35～50L/min，氢气流量为6～12L/min；电流大小控制为450～530A，功率为28～35kW；送粉氩气流量为1.0～3.0L/min，送粉量为15％～35％；喷涂距离为80～150mm；[0020] 所述步骤(3)中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为35～45L/min，氢气流量为10～15L/min；电流大小控制为530～620A，功率为30～45kW；送粉氩气流量为2.0～5.0L/min，送粉量为5％～35％；喷涂距离为80～200mm；[0021] 所述步骤(4)中，空气喷涂的压力为0.1～0.6MPa；干燥温度为130～200℃，干燥时间为0.5～5h；烧结工艺参数为：峰值烧结温度为300～600℃，升温速度为20～25℃/min，烧结时间为10～60min，烧结气氛为空气；[0022] 所述步骤(5)中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为30～45L/min，氢气流量为7～12L/min；电流大小控制为500～600A，功率为25～40kW；送粉氩气流量为1.0～4.0L/min，送粉量为5％～30％；喷涂距离为80～200mm。[0023] 优选的，上述制备方法中，所述步骤(3)中，氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷材料制备方法包括以下步骤：[0024] ①对稀土氧化物与氧化锆原料粉末分别进行高温热处理，再按照化学计量比将稀土氧化物、氧化锆、去离子水依次加入球磨罐中，通过湿法球磨工艺混合后得到陶瓷浆料；[0025] ②对陶瓷浆料进行干燥处理得到干燥粉末，并将干燥粉末研磨细化，然后筛分，通过筛分后的粉末进行高温固相合成得到稀土锆酸盐陶瓷粉末；[0026] ③将氧化铝粉末与步骤②的稀土锆酸盐陶瓷粉末混合，依次加入去离子水、阿拉伯树胶粉与柠檬酸三铵，通过球磨工艺混合均匀，再采用喷雾干燥工艺制备得到氧化铝?稀土锆酸盐复合陶瓷材料；[0027] 所述步骤①中，一方面，为了减少球磨过程中部分氧化锆的损失；另一方面，少量的单斜相氧化锆的存在有利于提高材料的断裂韧性；优选的，稀土氧化物与氧化锆热处理温度为800～1200℃，热处理时间为2～12h；稀土氧化物与氧化锆的摩尔比为1:(2～2.2)，去离子水的质量百分数为45～60％；[0028] 所述步骤②中，干燥温度为60～100℃，干燥时间为24～48h；高温固相合成温度为1200～1600℃，反应时间为12～72h；

[0029] 所述步骤③中，氧化铝粉末与稀土锆酸盐陶瓷粉末的质量比为2:98～20:80，去离子水的质量百分数为40～70％，阿拉伯树胶粉的质量百分数为0.5～5％，柠檬酸三铵的质量百分数为0.5～5％；球磨转动速度为250～450r/min，搅拌时间为48～72h；喷雾干燥工艺参数为：出口温度为100～170℃，进口温度为150～280℃，浆料送料速度为0.5～5.0L/min，雾化盘转速为12000～25000r/min。[0030] 优选的，上述制备方法中，所述步骤(4)中，高温电阻涂料由以下方法制备而成：将玻璃原料粉体混合均匀后经1200～1500℃的温度熔炼1～6h得到玻璃熔体，然后将玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣，再将玻璃渣球磨成玻璃粉后与钌酸铋?Ag复合粉混合均匀得到混合粉料，将混合粉料与有机载体混合研磨制成高温电阻涂料；[0031] 所述玻璃原料粉体主要由以下质量百分比的组分组成：Bi2O340％～50％、Re2O35％～9％、Al2O34％～5％、SiO210％～30％、Li2O4％～8％、CaO3％～5％、MgO1％～

5％、B2O33％～6％，Re为稀土元素；

[0032] 所述玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉的混合过程在行星式重力搅拌机中混合，行星式重力搅拌机的公转速度1000～1400rpm，自转速度为公转速度的20％～50％，搅拌时间40～80min；

[0033] 所述混合粉料与有机载体的混合研磨在三辊研磨机中进行，三辊研磨机的转速为200～400r/min，研磨混料时间为1～6h；

[0034] 所述高温电阻涂料中有机载体的质量百分数为20％～30％，所述有机载体主要由质量百分数为75％～85％的柠檬酸三丁酯、4％～7％的硝酸纤维素和11％～18％卵磷脂组成；所述高温电阻涂料的粘度为100～250Pa·s。[0035] 与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：[0036] 1.本发明的隔热/雷达吸波一体化复合涂层中隔热陶瓷层具有优异的隔热性能，而且利用引入的电阻型高温电磁周期结构层的电磁多共振效应可以解决宽频吸波、厚度减薄(≤1.2mm)问题，从而有效提高钛合金基底的耐温性、高温热冲击性能与高温吸波性能。[0037] 2.本发明陶瓷隔热层中通过添加氧化铝实现对隔热陶瓷层电性能的调控，为电阻型高温电磁周期结构层的结构设计提供了电性能设计空间，有利于提升涂层宽频吸波性能，并且添加氧化铝后可以明显降低涂层的面密度，实现涂层涂覆后带来的零件增重量的降低，比现有涂层重量降低约20～30％。[0038] 3.本发明中利用添加的氧化铝与稀土锆酸盐主体陶瓷材料之间的热膨胀不匹配产生的微裂纹及其弱界面对裂纹产生的偏转、分叉和桥联，最终实现增加裂纹扩展路径、消耗主裂纹扩展能量、减缓裂纹扩展速度，从而有效提高涂层的断裂韧性与应变容限，改善涂层的微观力学参数，延长了涂层的实际抗热冲击性能与综合服役性能。[0039] 4.本发明的隔热/雷达吸波一体化复合涂层的制备采用等离子喷涂工艺，具有沉积效率高、结合强度高、抗热震性能好、工艺稳定性高等优点。[0040] 5.本发明采用图案模板?空气喷涂工艺和热处理工艺制备电阻型高温电磁周期结构层，可以实现复杂、异形曲面构件表面雷达吸波层的制备，比现有工艺成本低。[0041] 6.本发明的制备方法工艺简单，且相对成熟，易于规模化生产和应用。附图说明[0042] 图1是本发明表面涂覆复合涂层的钛合金材料结构示意图。[0043] 图2是本发明实施例1中的电阻型电磁周期结构层的单元结构示意图。[0044] 图3是本发明实施例1中的高温电阻涂料图片。[0045] 图4是本发明实施例1中的钛合金基底表面隔热/雷达吸波一体化复合涂层平板样件图。[0046] 图5是本发明实施例1中的隔热/雷达吸波一体化复合涂层隔热曲线。[0047] 图6是本发明实施例1中的隔热/雷达吸波一体化复合涂层雷达反射率曲线。[0048] 主要附图标记说明：[0049] 1?钛合金基底，2?金属黏结层，3?隔热陶瓷层，4?雷达吸波层，5?防扩散陶瓷层。具体实施方式[0050] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。[0051] 实施例1[0052] 如图1所述，一种表面涂覆复合涂层的钛合金材料，包括钛合金基底以及涂覆于钛合金基底表面的复合涂层，复合涂层为四层叠加结构的隔热/雷达吸波一体化复合涂层，由内向外依次包括CoCrAlY金属黏结层、3％氧化铝?锆酸镧复合隔热陶瓷层、雷达吸波层、锆酸镧防扩散陶瓷层；其中，金属黏结层厚度为0.08mm，3％氧化铝?锆酸镧复合隔热陶瓷层厚度为0.90mm，雷达吸波层厚度为0.02mm，锆酸镧陶瓷层厚度为0.14mm，涂层总厚度为1.14mm。雷达吸波层为贴片式周期特性排列的以Bi2O3?SiO2?B2O3系低熔点无铅玻璃为粘结相、钌酸铋?Ag为导电相的电阻型高温电磁周期结构层，其中导电相的质量占导电相与粘结相总质量的50％，导电相中钌酸铋与Ag的质量比为70:30；电阻型高温电磁周期结构层的周期尺寸a为14.5mm，贴片边长a·x，x为0.75，如图2所述。

[0053] 本实施例的表面涂覆复合涂层的钛合金材料的制备方法包括以下步骤：[0054] (1)钛合金基底的粗化：采用喷砂工艺对钛合金基底进行粗化处理，控制喷砂压力为0.35MPa，喷砂距离为100mm，砂子粒径为60～100μm，喷砂时间为2min；[0055] (2)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(1)的钛合金基底表面喷涂CoCrAlY金属黏结层，工艺参数为：氩气流量为40L/min，氢气流量为8L/min；电流大小控制为500A，功率为32kW；送粉氩气流量为2.0L/min，送粉量为25％；喷涂距离为100mm；

[0056] (3)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(2)后的金属黏结表面喷涂3％氧化铝?锆酸镧复合陶瓷材料得到隔热陶瓷层，工艺参数为：氩气流量为40L/min，氢气流量为14L/min；电流大小控制为550A，功率为40kW；送粉氩气流量为2.0L/min，送粉量为25％，喷涂距离为

130mm；

[0057] (4)采用图案模板?空气喷涂工艺将高温电阻涂料喷涂到步骤(3)的隔热陶瓷层上，经过干燥、烧结处理后，得到电阻型高温电磁周期结构层，即为雷达吸波层；常压空气喷涂过程中控制压力为0.3MPa；干燥过程中，控制干燥温度为160℃，干燥时间为2h；峰值烧结温度为450℃，升温速度为20℃/min，烧结时间为40min，烧结气氛为空气；[0058] (5)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(4)的雷达吸波层表面制备锆酸镧陶瓷层，工艺参数为：氩气流量为35L/min，氢气流量为10.5L/min；电流大小控制为550A，功率为35kW；送粉氩气流量为1.5L/min，送粉量为12.5％；喷涂距离为125mm。

[0059] 步骤(3)中，3％氧化铝?锆酸镧复合陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：[0060] ①氧化镧与氧化锆原料粉末分别在1000℃高温下处理8h，将氧化镧与氧化锆的摩尔比为1:2.1的混合物、质量百分数为50％的去离子水依次加入球磨罐中，通过湿法球磨工艺混合后得到陶瓷浆料；[0061] ②对陶瓷浆料进行干燥处理得到干燥粉末，干燥温度为80℃，干燥时间为36h；将干燥粉末研磨细化，然后筛分，通过筛分后的粉末在高温箱式炉中进行高温固相合成得到锆酸镧陶瓷粉末，高温固相合成温度1400℃，反应时间为24h；[0062] ③将质量百分数为3％氧化铝粉末与97％步骤②的锆酸镧陶瓷粉末混合，依次加入质量百分数为60％去离子水、1.8％阿拉伯树胶粉与2.8％柠檬酸三铵，通过球磨工艺混合均匀，球磨转动速度为400r/min，搅拌时间为60h；再采用喷雾干燥工艺制备得到具有一定流动性、粒度分布均匀的类球形颗粒，即为3％氧化铝?锆酸镧复合陶瓷材料；喷雾干燥工艺参数为：出口温度为125℃，进口温度为230℃，浆料送料速度为2.5L/min，雾化盘转速为22000r/min。

[0063] 步骤(4)中，高温电阻涂料有以下方法制备而成：将玻璃原料粉体混合均匀后经1400℃的温度熔炼4h得到玻璃熔体，然后将玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣，再将玻璃渣球磨成玻璃粉，将玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉进行混合得到混合粉料；将混合粉料与有机载体研磨混合得到高温电阻涂料如图3所示；

[0064] 玻璃原料粉体由以下质量百分比的组分组成：Bi2O346％、La2O38％、Al2O34.5％、SiO223％、Li2O6％、CaO4.5％、MgO3％、B2O35％；

[0065] 玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉的混合过程在行星式重力搅拌机中混合，行星式重力搅拌机的公转速度1200rpm，自转速度为公转速度的45％，搅拌时间45min；混合粉料与有机载体的研磨混合过程在三辊研磨机中进行，三辊研磨机的转速为380r/min，研磨混料时间为3h；[0066] 高温电阻涂料中，有机载体的质量百分数为22％，所述有机载体由质量百分数为78％的柠檬酸三丁酯、6％的硝酸纤维素和16％卵磷脂组成；高温电阻涂料的粘度为

180Pa·s。

[0067] 本实施例制备的表面涂覆复合涂层的钛合金材料平板样如图4所示，其中涂层厚度仅为1.14mm，常温结合强度达到9.5MPa。涂层隔热曲线如图5所示，当涂层表面平均温度为665℃时，金属基底平均温度仅为500℃，短时隔热达到165℃，具有优异的隔热性能。常温与高温反射率曲线如图6所示，常温在8～18GHz均低于?4.20dB，550℃条件下在8～18GHz均低于?4.85dB，高温吸波性能及其高温稳定性优异。涂层经过室温至650℃冷热循环次数大于200次，室温至550℃冷热循环次数大于500次。因此本实施例制备的涂层具有优异的隔热与抗热震性能、以及隔热/雷达吸波一体化功能。[0068] 实施例2[0069] 一种表面涂覆复合涂层的钛合金材料，包括钛合金基底以及涂覆于钛合金基底表面的复合涂层，复合涂层为四层叠加结构的隔热/雷达吸波一体化复合涂层，由内向外依次包括CoCrAlY金属黏结层、15％氧化铝?锆酸镧复合隔热陶瓷层、雷达吸波层、锆酸镧防扩散陶瓷层；其中，金属黏结层厚度为0.08mm，15％氧化铝?锆酸镧复合隔热陶瓷层厚度为0.90mm，雷达吸波层厚度为0.02mm，锆酸镧陶瓷层厚度为0.14mm，涂层总厚度为1.14mm。雷达吸波层为贴片式周期特性排列的以Bi2O3?SiO2?B2O3系低熔点无铅玻璃为粘结相、钌酸铋?Ag为导电相的电阻型高温电磁周期结构层，其中导电相的质量占导电相与粘结相总质量的

60％，导电相中钌酸铋与Ag的质量比为70:30；电阻型高温电磁周期结构层的周期尺寸a为

13mm，贴片边长a·x，x为0.75。

[0070] 本实施例的表面涂覆复合涂层的钛合金材料的制备方法包括以下步骤：[0071] (1)钛合金基底的粗化：采用喷砂工艺对钛合金基底进行粗化处理，控制喷砂压力为0.35MPa，喷砂距离为100mm，砂子粒径为60～100μm，喷砂时间为2min；[0072] (2)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(1)的钛合金基底表面喷涂CoNiCrAlY金属黏结层，工艺参数为：氩气流量为40L/min，氢气流量为10L/min；电流大小控制为530A，功率为33kW；送粉氩气流量为2.0L/min，送粉量为25％；喷涂距离为100mm；

[0073] (3)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(2)后的金属黏结表面喷涂15％氧化铝?锆酸镧复合陶瓷材料得到隔热陶瓷层，工艺参数为：氩气流量为40L/min，氢气流量为14L/min；电流大小控制为550A，功率40kW；送粉氩气流量为2.0L/min，送粉量为25％，喷涂距离为

130mm；

[0074] (4)采用图案模板?空气喷涂工艺将高温电阻涂料喷涂到步骤(3)的隔热陶瓷层上，经过干燥、烧结处理后，得到电阻型高温电磁周期结构层，即为雷达吸波层；常压空气喷涂过程中控制压力为0.3MPa；燥过程中，控制干燥温度为160℃，干燥时间为2h；峰值烧结温度为450℃，升温速度为20℃/min，烧结时间为40min，烧结气氛为空气；[0075] (5)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(4)的雷达吸波层表面制备锆酸镧陶瓷层，工艺参数为：氩气流量为35L/min，氢气流量为10.5L/min；电流大小控制为550A，功率为35kW；送粉氩气流量为1.5L/min，送粉量为12.5％；喷涂距离为125mm。

[0076] 步骤(3)中，15％氧化铝?锆酸镧复合陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：[0077] ①氧化镧与氧化锆原料粉末分别在1000℃高温下处理8h，将氧化镧与氧化锆的摩尔比为1:2.1的混合物、质量百分数为50％的去离子水依次加入球磨罐中，通过湿法球磨工艺混合后得到陶瓷浆料；[0078] ②对陶瓷浆料进行干燥处理得到干燥粉末，干燥温度为80℃，干燥时间为36h；将干燥粉末研磨细化，然后筛分，通过筛分后的粉末在高温箱式炉中进行高温固相合成得到锆酸镧陶瓷粉末，高温固相合成温度为1400℃，反应时间为24h；[0079] ③将质量百分数为15％氧化铝粉末与85％步骤②的锆酸镧陶瓷粉末混合，依次加入质量百分数为60％去离子水、1.8％阿拉伯树胶粉与2.8％柠檬酸三铵，通过球磨工艺混合均匀，球磨转动速度为400r/min，搅拌时间为60h；再采用喷雾干燥工艺制备得到具有一定流动性、粒度分布均匀的类球形颗粒，即为15％氧化铝?锆酸镧复合陶瓷材料；喷雾干燥工艺参数为：出口温度为125℃，进口温度为230℃，浆料送料速度为2.5L/min，雾化盘转速为22000r/min。[0080] 步骤(4)中，高温电阻涂料有以下方法制备而成：将玻璃原料粉体混合均匀后经1400℃的温度熔炼4h得到玻璃熔体，然后将玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣，再将玻璃渣球磨成玻璃粉，将玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉进行混合得到混合粉料；将混合粉料与有机载体研磨混合得到高温电阻涂料；

[0081] 玻璃原料粉体由以下质量百分比的组分组成：Bi2O346％、La2O38％、Al2O34.5％、SiO223％、Li2O6％、CaO4.5％、MgO3％、B2O35％；

[0082] 玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉的混合过程在行星式重力搅拌机中混合，行星式重力搅拌机的公转速度1200rpm，自转速度为公转速度的45％，搅拌时间45min；混合粉料与有机载体的研磨混合过程在三辊研磨机中进行，三辊研磨机的转速为380r/min，研磨混料时间为3h；[0083] 高温电阻涂料中，有机载体的质量百分数为22％，所述有机载体由质量百分数为78％的柠檬酸三丁酯、6％的硝酸纤维素和16％卵磷脂组成；高温电阻涂料的粘度为

180Pa·s。

[0084] 本实施例制备的隔热/雷达吸波一体化复合涂层厚度为1.14mm，常温结合强度达到9.0MPa；当涂层表面平均温度为665℃时，金属基底平均温度仅为562℃，短时隔热达到103℃，具有优异的隔热性能；常温在8～18GHz均低于?4.0dB，550℃条件下在8～18GHz均低于?4.5dB，高温吸波性能及其高温稳定性优异；涂层经过室温至650℃冷热循环次数大于80次，室温至550℃冷热循环次数大于400次，因此本实施例制备的涂层具有优异的隔热性能、以及隔热/雷达吸波一体化功能。

[0085] 实施例3[0086] 一种表面涂覆复合涂层的钛合金材料，包括钛合金基底以及涂覆于钛合金基底表面的复合涂层，复合涂层为四层叠加结构的隔热/雷达吸波一体化复合涂层，由内向外依次包括CoCrAlY金属黏结层、3％氧化铝?锆酸镧复合隔热陶瓷层、雷达吸波层、锆酸镧防扩散陶瓷层；其中，金属黏结层厚度为0.08mm，3％氧化铝?锆酸镧复合隔热陶瓷层厚度为0.80mm，雷达吸波层厚度为0.02mm，锆酸镧陶瓷层厚度为0.05mm，涂层总厚度为0.95mm。雷达吸波层为贴片式周期特性排列的以Bi2O3?SiO2?B2O3系低熔点无铅玻璃为粘结相、钌酸铋?Ag为导电相的电阻型高温电磁周期结构层，其中导电相的质量占导电相与粘结相总质量的

50％，导电相中钌酸铋与Ag的质量比为70:30；电阻型高温电磁周期结构层的周期尺寸a为

12.2mm，贴片边长a·x，x为0.85。

[0087] 本实施例的表面涂覆复合涂层的钛合金材料的制备方法包括以下步骤：[0088] (1)钛合金基底的粗化：采用喷砂工艺对钛合金基底进行粗化处理，控制喷砂压力为0.35MPa，喷砂距离为100mm，砂子粒径为60～100μm，喷砂时间为2min；[0089] (2)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(1)粗化的钛合金基底表面喷涂CoCrAlY金属黏结层，工艺参数为：氩气流量为40L/min，氢气流量为8L/min；电流大小控制为500A，功率为32kW；送粉氩气流量为2.0L/min，送粉量为25％；喷涂距离为100mm；[0090] (3)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(2)后的金属黏结表面喷涂3％氧化铝?锆酸镧复合陶瓷材料得到隔热陶瓷层，工艺参数为：氩气流量为40L/min，氢气流量为14L/min；电流大小控制为550A，功率为40kW；送粉氩气流量为2.0L/min，送粉量为25％，喷涂距离为

130mm；

[0091] (4)采用图案模板?空气喷涂工艺将高温电阻涂料喷涂到步骤(3)的隔热陶瓷层上，经过干燥、烧结处理后，得到电阻型高温电磁周期结构层，即为雷达吸波层；常压空气喷涂过程中控制压力为0.3MPa；干燥过程中，控制干燥温度为160℃，干燥时间为2h；峰值烧结温度为450℃，升温速度为20℃/min，烧结时间为40min，烧结气氛为空气；[0092] (5)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(4)的雷达吸波层表面制备锆酸镧陶瓷层，工艺参数为：氩气流量为35L/min，氢气流量为10.5L/min；电流大小控制为550A，功率为35kW；送粉氩气流量为1.5L/min，送粉量为12.5％；喷涂距离为125mm。

[0093] 步骤(3)中，3％氧化铝?锆酸镧复合陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：[0094] ①氧化镧与氧化锆原料粉末分别在1000℃高温下处理8h，将氧化镧与氧化锆的摩尔比为1:2的混合物、质量百分数为50％的去离子水依次加入球磨罐中，通过湿法球磨工艺混合后得到陶瓷浆料；[0095] ②对陶瓷浆料进行干燥处理得到干燥粉末，干燥温度为80℃，干燥时间为36h；将干燥粉末研磨细化，然后筛分，通过筛分后的粉末在高温箱式炉中进行高温固相合成得到锆酸镧陶瓷粉末，高温固相合成温度1400℃，反应时间为24h；[0096] ③将质量百分数为3％氧化铝粉末与97％步骤②的锆酸镧陶瓷粉末混合，依次加入质量百分数为60％去离子水、1.8％阿拉伯树胶粉与2.8％柠檬酸三铵，通过球磨工艺混合均匀，球磨转动速度为400r/min，搅拌时间为60h；再采用喷雾干燥工艺制备得到具有一定流动性、粒度分布均匀的类球形颗粒，即为3％氧化铝?锆酸镧复合陶瓷材料；喷雾干燥工艺参数为：出口温度为125℃，进口温度为230℃，浆料送料速度为2.5L/min，雾化盘转速为22000r/min。

[0097] 步骤(4)中，高温电阻涂料有以下方法制备而成：将玻璃原料粉体混合均匀后经1400℃的温度熔炼4h得到玻璃熔体，然后将玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣，再将玻璃渣球磨成玻璃粉，将玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉进行混合得到混合粉料；将混合粉料与有机载体研磨混合得到高温电阻涂料；

[0098] 玻璃原料粉体由以下质量百分比的组分组成：Bi2O346％、La2O38％、Al2O34.5％、SiO223％、Li2O6％、CaO4.5％、MgO3％、B2O35％；

[0099] 玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉的混合过程在行星式重力搅拌机中混合，行星式重力搅拌机的公转速度1200rpm，自转速度为公转速度的45％，搅拌时间45min；混合粉料与有机载体的研磨混合过程在三辊研磨机中进行，三辊研磨机的转速为380r/min，研磨混料时间为3h；[0100] 高温电阻涂料中，有机载体的质量百分数为22％，所述有机载体由质量百分数为78％的柠檬酸三丁酯、6％的硝酸纤维素和16％卵磷脂组成；高温电阻涂料的粘度为

180pa·s。

[0101] 本实施例制备的隔热/雷达吸波一体化复合涂层厚度为0.95mm，常温结合强度达到10.5MPa；当涂层表面平均温度为665℃时，金属基底平均温度仅为574℃，短时隔热达到91℃，具有优异的隔热性能；常温在8～18GHz均低于?3.5dB，550℃条件下在8～18GHz均低于?3.8dB，高温吸波性能及其高温稳定性优异；涂层经过室温至650℃冷热循环次数大于

150次，室温至550℃冷热循环次数大于500次，因此本实施例制备的涂层具有优异的隔热性能、以及隔热/雷达吸波一体化功能。

[0102] 实施例4[0103] 一种表面涂覆复合涂层的钛合金材料，包括钛合金基底以及涂覆于钛合金基底表面的复合涂层，复合涂层为四层叠加结构的隔热/雷达吸波一体化复合涂层，由内向外依次包括CoNiCrAlY金属黏结层、10％氧化铝?锆酸钆复合隔热陶瓷层、雷达吸波层、锆酸钆防扩散陶瓷层；其中，金属黏结层厚度为0.08mm，10％氧化铝?锆酸钆复合隔热陶瓷层厚度为0.80mm，雷达吸波层厚度为0.02mm，锆酸镧陶瓷层厚度为0.08mm，涂层总厚度为0.98mm。雷达吸波层为贴片式周期特性排列的以Bi2O3?SiO2?B2O3系低熔点无铅玻璃为粘结相、钌酸铋?Ag为导电相的电阻型高温电磁周期结构层，其中导电相的质量占导电相与粘结相总质量的

60％，导电相中钌酸铋与Ag的质量比为90:10；电阻型高温电磁周期结构层的周期尺寸a为

15mm，贴片边长a·x，x为0.75。

[0104] 本实施例的表面涂覆复合涂层的钛合金材料的制备方法包括以下步骤：[0105] (1)钛合金基底的粗化：采用喷砂工艺对钛合金基底进行粗化处理，控制喷砂压力为0.5MPa，喷砂距离为130mm，砂子粒径为80～120μm，喷砂时间为3min；[0106] (2)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(1)的钛合金基底表面喷涂CoNiCrAlY金属黏结层，工艺参数为：氩气流量为35L/min，氢气流量为8L/min；电流大小控制为500A，功率为30kW；送粉氩气流量为1.5L/min，送粉量为15％；喷涂距离为100mm；

[0107] (3)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(2)后的金属黏结表面喷涂10％氧化铝?锆酸钆复合陶瓷材料得到隔热陶瓷层，工艺参数为：氩气流量为35L/min，氢气流量为12L/min；电流大小控制为580A，功率为38kW；送粉氩气流量为3.5L/min，送粉量为20％，喷涂距离为

120mm；

[0108] (4)采用图案模板?空气喷涂工艺将高温电阻涂料喷涂到步骤(3)的隔热陶瓷层上，经过干燥、烧结处理后，得到电阻型高温电磁周期结构层，即为雷达吸波层；常压空气喷涂过程中控制压力为0.4MPa；干燥过程中，控制干燥温度为200℃，干燥时间为0.5h；峰值烧结温度为550℃，升温速度为25℃/min，烧结时间为30min，烧结气氛为空气；[0109] (5)采用大气等离子喷涂工艺在步骤(4)的雷达吸波层表面制备锆酸钆防扩散陶瓷层，工艺参数为：氩气流量为35L/min，氢气流量为9L/min；电流大小控制为550A，功率为32kW；送粉氩气流量为1.5L/min，送粉量为12.5％；喷涂距离为130mm。

[0110] 步骤(3)中，10％氧化铝?锆酸钆复合陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：[0111] ①氧化钆与氧化锆原料粉末分别在1000℃高温下处理8h，将氧化钆与氧化锆的摩尔比为1:2.1的混合物、质量百分数为50％的去离子水依次加入球磨罐中，通过湿法球磨工艺混合后得到陶瓷浆料；[0112] ②对陶瓷浆料进行干燥处理得到干燥粉末，干燥温度为95℃，干燥时间为28h；将干燥粉末研磨细化，然后筛分，通过筛分后的粉末在高温箱式炉中进行高温固相合成得到锆酸钆陶瓷粉末，高温固相合成温度1500℃，反应时间为20h；[0113] ③将质量百分数为10％氧化铝粉末与90％步骤②的锆酸钆陶瓷粉末混合，依次加入质量百分数为55％去离子水、1.2％阿拉伯树胶粉与2％柠檬酸三铵，通过球磨工艺混合均匀，球磨转动速度为400r/min，搅拌时间为60h；再采用喷雾干燥工艺制备得到具有一定流动性、粒度分布均匀的类球形颗粒，即为10％氧化铝?锆酸钆复合陶瓷材料；喷雾干燥工艺参数为：出口温度为120℃，进口温度为220℃，浆料送料速度为1.5L/min，雾化盘转速为18000r/min。

[0114] 步骤(4)中，高温电阻涂料有以下方法制备而成：将玻璃原料粉体混合均匀后经1500℃的温度熔炼1h得到玻璃熔体，然后将玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣，再将玻璃渣球磨成玻璃粉，将玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉进行混合得到混合粉料；将混合粉料与有机载体研磨混合得到高温电阻涂料；

[0115] 玻璃原料粉体由以下质量百分比的组分组成：Bi2O342％、Gd2O39％、Al2O34％、SiO227％、Li2O5％、CaO5％、MgO3％、B2O35％；[0116] 玻璃粉与钌酸铋?Ag复合粉的混合过程在行星式重力搅拌机中混合，行星式重力搅拌机的公转速度1200rpm，自转速度为公转速度的35％，搅拌时间50min；混合粉料与有机载体的研磨混合过程在三辊研磨机中进行，三辊研磨机的转速为400r/min，研磨混料时间为2h；[0117] 高温电阻涂料中，有机载体的质量百分数为25％，所述有机载体由质量百分数为85％的柠檬酸三丁酯、4％的硝酸纤维素和11％卵磷脂组成；高温电阻涂料的粘度为

200pa·s。

[0118] 本实施例制备的隔热/雷达吸波一体化复合涂层厚度为0.98mm，常温结合强度达到10MPa。当涂层表面平均温度为665℃时，金属基底平均温度仅为586℃，短时隔热达到79℃，具有优异的隔热性能。常温在8～18GHz均低于?4.0dB，550℃条件下在8～18GHz均低于?4.1dB，高温吸波性能及其高温稳定性优异。涂层经过室温至650℃冷热循环次数大于150次，室温至550℃冷热循环次数大于500次。因此本实施例制备的涂层具有优异的隔热性能、以及隔热/雷达吸波一体化功能。

[0119] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。