摻鋁氧化鋅-碳化纖維復(fù)合涂層的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、飛機機載雷達罩是雷達天線系統(tǒng)的一個重要結(jié)構(gòu)功能部件，但是機載雷達罩在飛機運行過程中常常出現(xiàn)信號屏蔽、靜電放電甚至靜電燒蝕，且雷達罩的非金屬材質(zhì)紅外隱身性能差，為此常在機載雷達罩的表面涂覆保護涂層，以期避免影響雷達罩的性能和使用壽命。機載雷達罩保護涂層需具備優(yōu)良的耐環(huán)境性能以及力學(xué)性能;在保證透波性能的基礎(chǔ)上加強雷達罩的抗靜電能力;同時保證雷達罩具有一定的紅外隱身性能。低溫碳化纖維和摻雜氧化物半導(dǎo)體作為常用的抗靜電劑，兼具良好的紅外隱身性

2、能，是雷達罩涂層填料的合理選擇。本課題通過調(diào)整制備工藝，制備了電導(dǎo)率和紅外發(fā)射率合適的低溫碳化纖維(CF)和摻鋁氧化鋅(ZAO)，并制備了以彈性聚氨酯樹脂為基體的復(fù)合涂層。
　　首先，采用水熱合成法制備了具有不同形貌的ZAO。實驗選用硝酸鋅和硝酸鋁溶液為反應(yīng)物，碳酸鈉為礦化劑進行水熱反應(yīng)，探究了不同反應(yīng)物濃度（0.01～0.1 mol/L硝酸鋁）、不同摻雜比(99∶1～93∶7)、不同礦化劑（碳酸鈉和氫氧化鈉）、不同氫氧化鈉用量以

3、及不同煅燒溫度條件下的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)形貌與實驗參數(shù)之間的關(guān)系。實驗發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)物濃度、礦化劑以及體系氫氧化鈉的用量均會對ZAO晶體的生長方向產(chǎn)生作用，引起形貌的變化;而鋁摻雜量和煅燒溫度則會對產(chǎn)物的晶粒粒徑產(chǎn)生影響。實驗同時對比了不同制備方法對于ZAO結(jié)構(gòu)形貌的影響，發(fā)現(xiàn)共沉淀法得到的ZAO晶體呈六方錐面，但顆粒粒度及硬度均比水熱合成法的要大，不適用于制備復(fù)合涂層。
　　其次，以ZAO和低溫碳化纖維為導(dǎo)電填料，以彈性聚氨酯樹脂為基體制備了

4、功能性涂層，探討了不同配方涂層的紅外隱身性能以及抗靜電性能。兼顧雷達罩所要求的紅外隱身性能以及抗靜電、透波性能，填料選擇鋅鋁摩爾摻雜比為97∶3的ZAO以及碳化溫度為700℃的低溫碳化纖維。實驗發(fā)現(xiàn)，隨著ZAO填料添加量的提高，紅外發(fā)射率以及表面電阻率均得到降低。其中不同種類ZAO復(fù)合涂層紅外隱身性能出現(xiàn)差距的主要原因來自于ZAO形貌的區(qū)別。其中，片狀ZAO由于其對紅外波反射程度最高，紅外隱身效果最為優(yōu)異。而抗靜電涂層在填料質(zhì)量分數(shù)達到