一种微波吸收激光熔覆涂层及其制备方法与应用

1.本发明属于微波吸收涂层技术领域，具体涉及一种微波吸收激光熔覆涂层及其制备方法与应用。


背景技术：

2.电磁波作为一种能量存在形式，既可以携带各种信息，用于无线通讯、卫星信号、遥控、定位、导航等领域，也可以直接释放能量，用于医疗领域，或者作为能量传输的载体，用于微波输电领域。电磁波的广泛应用，为我们的生活带来便利的同时，也产生了越来越严重的电磁污染，对人们的身体健康、电子设备的正常运行产生了不利影响。吸波材料可以将入射的电磁波能量化为其他形式的能量，达到吸收电磁波的效果，不仅具有电磁防护的作用，同时在电磁辐射能量回收领域有着光明的应用前景。传统吸波材料在快速制备、结合强度以及耐腐蚀性方面存在不足。因此，探索一种快速制造方法同时具有强的结合强度以及优异的耐腐蚀性能的吸收材料对于防止电磁辐射和保护身体健康都具有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种微波吸收激光熔覆涂层及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
4.为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
5.本发明实施例提供了一种微波吸收激光熔覆涂层，所述微波吸收激光熔覆涂层由金属-陶瓷材料通过激光熔覆处理在基底表面获得，所述金属-陶瓷材料包括按质量百分比计算的如下组分：98.5～48.5％镍基合金、10～50％氮化铝及1.5％镀镍多壁碳纳米管；所述微波吸收激光熔覆涂层具有核壳结构，所述核壳结构包括作为核结构的氮化铝及作为壳结构的氮化钛。
6.本发明实施例还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法，其包括：
7.提供基底；
8.将镍基合金、氮化铝与镀镍多壁碳纳米管混合均匀，获得金属-陶瓷材料；
9.以及，采用超高速激光熔覆技术将所述金属-陶瓷材料熔覆于基底表面，获得微波吸收激光熔覆涂。
10.本发明实施例还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层在微波吸收领域中的用途。
11.本发明实施例还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法在曲面零件或轴类零件表面制备吸波涂层中的用途。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
13.(1)本发明中微波吸收激光熔覆涂层的制备采用激光熔覆工艺，与基底呈冶金结合，结合强度高、稀释度低、工件热变形小、热影响区小、工艺稳定性高等优点，可有效解决传统吸波涂层因结合力差而易剥落问题；
14.(2)本发明中微波吸收激光熔覆涂层的制备工艺简单，涂层的机械性能优异，可以
满足不同类型部件(例如曲面零件或轴类零件)表面涂层制备要求；
15.(3)本发明中的微波吸收激光熔覆涂层的吸波性能以达到商用标准(＜-10db)，该涂层反射损耗最小达到-13db。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明一典型实施方案中制得的微波吸收激光熔覆涂层的结构示意图；
18.图2a-图2b是本发明实施例2掺杂镀镍碳纳米管、对比例1中掺杂碳纳米管的涂层sem图；
具体实施方式
19.鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是采用激光熔覆技术制备金属-陶瓷复合吸波涂层，涂层的结合力相比与传统方法植被的吸波涂层得到极大提升，同时，吸波性能较为优异。
20.下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.具体的，作为本发明技术方案的一个方面，其所涉及的一种微波吸收激光熔覆涂由金属-陶瓷材料通过激光熔覆处理在基底表面获得，所述金属-陶瓷材料包括按质量百分比计算的如下组分：98.5～48.5％镍基合金、10～50％氮化铝及1.5％镀镍多壁碳纳米管；所述微波吸收激光熔覆涂层具有核壳结构，所述核壳结构包括作为核结构的氮化铝及作为壳结构的氮化钛。
22.吸波材料是由绝缘材料和吸波剂组成，由于激光熔覆技术特点，材料的选择受到很大限制，需要考虑材料的可熔覆性与介电性能，本发明中，aln具有密度小、强度高、耐热性好、热导率高、耐腐蚀、介电性能良好等优点，能为材料提供更好的耐腐蚀性，也助于材料的阻抗调控；ni基合金具有高介电和高磁损耗特点，提供更多的磁损耗，同时优化了阻抗匹配，ni基合金和aln直接可以发生原为反应，进一步增强了材料的结合强度；镀镍多壁碳纳米管的加入为材料提供了更多的导电通道，进一步增强吸波性能，碳纳米管表面镀镍减少了熔覆过程中开裂敏感性。综上，选择ni基合金、aln和镀镍碳纳米管作为原材，通过激光熔覆技术制备的微波吸收激光熔覆涂层具有优异的吸波性能。
23.在一些优选实施方案中，所述镍基合金的粒径为35μm-75μm。
24.在一些优选实施方案中，所述氮化铝的粒径为15μm-60μm。
25.在一些优选实施方案中，所述镀镍多壁碳纳米管的管径为20-30nm，长度为10-30nm。
26.在一些优选实施方案中，所述镀镍多壁碳纳米管中镍的含量在60wt％以上。
27.在一些优选实施方案中，所述镀镍多壁碳纳米管中的镍均匀分布于碳纳米管的管
径外部。
28.在一些优选实施方案中，所述镍基合金中fe≤5.0wt％，cr≤17wt％，si≤4.50wt％，b≤2.70wt％，c≤0.70wt％，ni≥60wt％。
29.在一些优选实施方案中，所述微波吸收激光熔覆涂层的厚度为1.0mm-1.2mm。
30.在一些优选实施方案中，所述微波吸收激光熔覆涂层的介电常数实部为25-50，介电常数虚部为7-27。
31.在一些优选实施方案中，所述氮化钛是由氮化铝与基底中的钛元素发生部分溶解原位形成的。
32.在一些优选实施方案中，所述基底的材质包括tc4，且不限于此。
33.本发明实施例的另一个方面还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法，其包括：
34.提供基底；
35.将镍基合金、氮化铝与镀镍多壁碳纳米管混合均匀，获得金属-陶瓷材料；
36.以及，采用超高速激光熔覆技术将所述金属-陶瓷材料熔覆于基底表面，获得微波吸收激光熔覆涂。
37.具体的，本发明中制得的微波吸收激光熔覆涂层的结构示意图如图1所示。
38.在一些优选实施方案中，所述制备方法具体包括：将镍基合金、氮化铝与镀镍多壁碳纳米管混合并于球磨速度为200-250r/min的条件下球磨120-130min，获得金属-陶瓷材料；其中，采用的研磨球为不锈钢研磨球，所述研磨球与镍基合金、氮化铝、镀镍多壁碳纳米管三者之和的质量比为1∶5～2∶5。
39.进一步地，所述研磨球与镍基合金、氮化铝、镀镍多壁碳纳米管三者之和的质量比为1∶5、1.5∶5、2∶5中的任一者。
40.在一些优选实施方案中，所述制备方法具体包括：将基底预热至250～350℃，之后采用超高速激光熔覆技术将所述金属-陶瓷材料熔覆于基底表面，获得微波吸收激光熔覆涂；其中，所述超高速激光熔覆技术中采用的激光束光斑直径为2.0mm；激光功率为0.8～1.0kw，扫描速度为10～20mm/s；搭接率为50-60％；保护气体的流量为9-10l/min。
41.进一步地，所述保护气体包括氩气，且不限于此。
42.在一些优选实施方案中，所述制备方法还包括：在进行所述熔覆处理前，先对基底进行打磨、清洗处理；其中，所述清洗处理包括：采用乙醇对打磨处理所获基底的表面进行清洗，至少用于除去油脂和表面氧化物。
43.在一些优选实施方案中，所述制备方法还包括：在进行所述熔覆处理前，将所述金属-陶瓷材料置于60～80℃的环境中真空干燥8～10h。
44.在一些优选实施方案中，所述基底的材质包括tc4，且不限于此。
45.增材制造技术在航空航天、生物医学、电子通信等领域发挥着越来越重要的作用。它为设计者提供了一种加工方法，可实现复合结构快速制造，为设计人员打开创新设计空间。作为增材技术的一种，激光熔覆技术具有能量高、成型快、冷却速度快、包层粉末选择广泛、热输入少、应力和变形小、结合强度高、加工精确、基底热损伤小、可柔性化制造等特点。与其他吸波涂层制备方法相比，激光熔覆制备的涂层具有细粒度、均匀的微观结构和可控的厚度。激光熔覆工艺还可以在涂层与基底之间形成良好的冶金结合，这可以显著提高其
结合强度。本发明将金属和陶瓷通过激光熔覆技术进行结合，探究出用于吸波涂层技术领域的激光熔覆复合粉末组成以及制备方法，制备的金属-陶瓷涂层具有较好的吸波性能以及优异的结合强度和耐腐蚀性能。
46.本发明实施例的另一个方面还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层在微波吸收领域中的用途。
47.例如，在制备吸收微波频率为12.4～18ghz的微波吸收材料中的用途。
48.本发明实施例的另一个方面还提供了前述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法在曲面零件或轴类零件表面制备吸波涂层中的用途。
49.下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
50.下面所用的实施例中所采用的实验材料，如无特殊说明，均可由常规的生化试剂公司购买得到。
51.以下实施例中镍基合金为镍60合金，粒径在35μm-75μm。
52.氮化铝粉末粒径在15μm-60μm。
53.镀镍多壁碳纳米管管径在20-30nm；长度在10-30nm；镍含量：≥60wt％。
54.本发明中采用的镀镍多壁碳纳米管购自北京德科岛金科技有限公司。
55.以下实施例中的用量均为质量百分含量。
56.实施例1
57.本实施例中金属-陶瓷粉末各组分质量占比为：镍基合金粉占比为88.5％，氮化铝粉末占比为10％，镀镍多壁碳纳米管占比1.5％。
58.采用上述激光熔覆用金属-陶瓷粉末制备吸波涂层，包含以下步骤：
59.(1)使用电子天平称量上述粉末配比，采用不锈钢为研磨球，研磨球与混合粉末质量比为1∶5，球磨转速为240r/min，球磨时间为120min，混合均匀后的粉末在真空干燥箱中在80℃下真空干燥8h得到流动性良好的金属-陶瓷粉末。
60.(2)依次用220#、400#、800#、1000#砂纸打磨tc4基材待熔覆表面，将基材打磨表面使用无水乙醇进行清洗，去除油脂和表面氧化物。
61.(3)预热tc4基底，预热温度为：300℃。
62.(4)采用超高速激光熔覆系统进行熔覆，激光束光斑为激光功率为1.0kw，扫描速度为10mm/s；搭接率为50％，氩气保护气流速为10l/min。
63.实施例2：
64.本实施例中金属-陶瓷粉末各组分质量占比为：镍基合金粉占比为78.5％，氮化铝粉末占比为20％，镀镍多壁碳纳米管占比1.5％。
65.采用上述激光熔覆用金属-陶瓷粉末制备吸波涂层，包含以下步骤：
66.(1)使用电子天平称量上述粉末配比，采用不锈钢为研磨球，研磨球与混合粉末质量比为1∶5，球磨转速为240r/min，球磨时间为120min，混合均匀后的粉末在真空干燥箱中在80℃下真空干燥8h得到流动性良好的金属-陶瓷粉末。
67.(2)依次用220#、400#、800#、1000#砂纸打磨tc4基材待熔覆表面，将基材打磨表面使用无水乙醇进行清洗，去除油脂和表面氧化物。
68.(3)预热tc4基底，预热温度为：300℃。
69.(4)采用超高速激光熔覆系统进行熔覆，激光束光斑为激光功率为1.0kw，扫描速度为10mm/s；搭接率为50％，氩气保护气流速为10l/min。
70.实施例3：
71.本实施例中金属-陶瓷粉末各组分质量占比为：镍基合金粉占比为68.5％，氮化铝粉末占比为30％，镀镍多壁碳纳米管占比1.5％。
72.采用上述激光熔覆用金属-陶瓷粉末制备吸波涂层，包含以下步骤：
73.(1)使用电子天平称量上述粉末配比，采用不锈钢为研磨球，研磨球与混合粉末质量比为1∶5，球磨转速为240r/min，球磨时间为120min，混合均匀后的粉末在真空干燥箱中在80℃下真空干燥8h得到流动性良好的金属-陶瓷粉末。
74.(2)依次用220#、400#、800#、1000#砂纸打磨tc4基材待熔覆表面，将基材打磨表面使用无水乙醇进行清洗，去除油脂和表面氧化物。
75.(3)预热tc4基底，预热温度为：300℃。
76.(4)采用超高速激光熔覆系统进行熔覆，激光束光斑为激光功率为1.0kw，扫描速度为10mm/s；搭接率为50％，氩气保护气流速为10l/min。
77.实施例4：
78.本实施例中金属-陶瓷粉末各组分质量占比为：镍基合金粉占比为58.5％，氮化铝粉末占比为40％，镀镍多壁碳纳米管占比1.5％。
79.采用上述激光熔覆用金属-陶瓷粉末制备吸波涂层，包含以下步骤：
80.(1)使用电子天平称量上述粉末配比，采用不锈钢为研磨球，研磨球与混合粉末质量比为1∶5，球磨转速为240r/min，球磨时间为120min，混合均匀后的粉末在真空干燥箱中在80℃下真空干燥8h得到流动性良好的金属-陶瓷粉末。
81.(2)依次用220#、400#、800#、1000#砂纸打磨tc4基材待熔覆表面，将基材打磨表面使用无水乙醇进行清洗，去除油脂和表面氧化物。
82.(3)预热tc4基底，预热温度为：300℃。
83.(4)采用超高速激光熔覆系统进行熔覆，激光束光斑为激光功率为1.0kw，扫描速度为10mm/s；搭接率为50％，氩气保护气流速为10l/min。
84.实施例5：
85.本实施例中金属-陶瓷粉末各组分质量占比为：镍基合金粉占比为48.5％，氮化铝粉末占比为50％，镀镍多壁碳纳米管占比1.5％。
86.采用上述激光熔覆用金属-陶瓷粉末制备吸波涂层，包含以下步骤：
87.(1)使用电子天平称量上述粉末配比，采用不锈钢为研磨球，研磨球与混合粉末质量比为1∶5，球磨转速为240r/min，球磨时间为120min，混合均匀后的粉末在真空干燥箱中在80℃下真空干燥8h得到流动性良好的金属-陶瓷粉末。
88.(2)依次用220#、400#、800#、1000#砂纸打磨tc4基材待熔覆表面，将基材打磨表面使用无水乙醇进行清洗，去除油脂和表面氧化物。
89.(3)预热tc4基底，预热温度为：300℃。
90.(4)采用超高速激光熔覆系统进行熔覆，激光束光斑为激光功率为
1.0kw，扫描速度为10mm/s；搭接率为50％，氩气保护气流速为10l/min。
91.实施例6
92.本实施例中金属-陶瓷粉末各组分质量占比为：镍基合金粉占比为88.5％，氮化铝粉末占比为10％，镀镍多壁碳纳米管占比1.5％。
93.采用上述激光熔覆用金属-陶瓷粉末制备吸波涂层，包含以下步骤：
94.(1)使用电子天平称量上述粉末配比，采用不锈钢为研磨球，研磨球与混合粉末质量比为1∶5，球磨转速为240r/min，球磨时间为120min，混合均匀后的粉末在真空干燥箱中在80℃下真空干燥8h得到流动性良好的金属-陶瓷粉末。
95.(2)依次用220#、400#、800#、1000#砂纸打磨tc4基材待熔覆表面，将基材打磨表面使用无水乙醇进行清洗，去除油脂和表面氧化物。
96.(3)预热tc4基底，预热温度为：300℃。
97.(4)采用超高速激光熔覆系统进行熔覆，激光束光斑为激光功率为0.8kw，扫描速度为10mm/s；搭接率为50％，氩气保护气流速为10l/min。
98.实施例7
99.本实施例中金属-陶瓷粉末各组分质量占比为：镍基合金粉占比为88.5％，氮化铝粉末占比为10％，镀镍多壁碳纳米管占比1.5％。
100.采用上述激光熔覆用金属-陶瓷粉末制备吸波涂层，包含以下步骤：
101.(1)使用电子天平称量上述粉末配比，采用不锈钢为研磨球，研磨球与混合粉末质量比为1∶5，球磨转速为240r/min，球磨时间为120min，混合均匀后的粉末在真空干燥箱中在80℃下真空干燥8h得到流动性良好的金属-陶瓷粉末。
102.(2)依次用220#、400#、800#、1000#砂纸打磨tc4基材待熔覆表面，将基材打磨表面使用无水乙醇进行清洗，去除油脂和表面氧化物。
103.(3)预热tc4基底，预热温度为：300℃。
104.(4)采用超高速激光熔覆系统进行熔覆，激光束光斑为激光功率为1.0kw，扫描速度为20mm/s；搭接率为50％，氩气保护气流速为10l/min。
105.对比例1：
106.本对比例中金属-陶瓷粉末各组分质量占比为：镍基合金粉占比为98.5％，氮化铝粉末占比为0％，镀镍多壁碳纳米管占比1.5％。
107.采用上述激光熔覆用金属-陶瓷粉末制备吸波涂层，包含以下步骤：
108.(1)使用电子天平称量上述粉末配比，采用不锈钢为研磨球，研磨球与混合粉末质量比为1∶5，球磨转速为240r/min，球磨时间为120min，混合均匀后的粉末在真空干燥箱中在80℃下真空干燥8h得到流动性良好的金属-陶瓷粉末。
109.(2)依次用220#、400#、800#、1000#砂纸打磨tc4基材待熔覆表面，将基材打磨表面使用无水乙醇进行清洗，去除油脂和表面氧化物。
110.(3)预热tc4基底，预热温度为：300℃。
111.(4)采用超高速激光熔覆系统进行熔覆，激光束光斑为激光功率为1.0kw，扫描速度为10mm/s；送粉速率为20g/min；搭接率为50％，氩气保护气流速为10l/min。
112.实施例性能测试标准及方法
113.硬度测试：利用维氏硬度计，型号hv-1000，试验力200g。
114.腐蚀测试：利用辰华电化学工作站(chi 660)测试。
115.反射损耗测试：利用矢量网络分析，按照波导法测试，测试范围12.4-18ghz，样品尺寸15.9*8.03mm，厚度2mm。
116.对比例2：
117.同实施例1，不同之处在于缺少镀镍多壁碳纳米管；镍基合金粉占比为90wt％，氮化铝粉末占比为10wt％。
118.对比例3：
119.同实施例1，不同之处在于采用同等的镍和多壁碳纳米管代替镀镍多壁碳纳米管。
120.对比例4：
121.同实施例1，不同之处在于镀镍多壁碳纳米管的用量为2wt％。
122.对比例5：
123.同实施例1，不同之处在于镀镍多壁碳纳米管的用量为0.5wt％。
124.表1：实施例和对比例硬度和反射损耗测试结果
[0125][0126][0127]
表2：部分实施例和对比例电化学测试结果
[0128]
名称实施例2对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5e
corr
/v-0.19-0.31-0.33-0.35-0.38-0.42i
corr
/a/cm28.52
×
10-8
a6.54
×
10-7
8.53
×
10-7
7.40
×
10-6
6.54
×
10-6
1.22
×
10-6
[0129]
由表1可知：通过对比例与实施例的熔覆层硬度和吸波性能比较，发现在本发明的给出的金属-陶瓷粉末组成以及制备方法下：实施例中涂层的硬度明显提升，而且实施例2的反射损耗在13.8ghz时的反射损耗为-13.2db，相比于对比例1-5，吸波性能提高显著，取得了意想不到的技术效果。图2a和图2b是本发明实施例2掺杂镀镍碳纳米管和对比例1中掺杂碳纳米管对比的涂层sem图，由图2a和图2b可知镀镍碳纳米管相比于碳纳米管掺杂，减少了涂层的裂纹产生，镍的加入增加了碳纳米管和金属的浸润性和在激光照射下更大限度保留更多的碳纳米管存在，阻止了有害离子进入涂层内部，进而提升了涂层的耐候性能，增加了涂层的服役寿命，并且镀镍碳纳米管相比于碳纳米管的吸波有效带宽增加了1ghz，进一
步提升了吸波性能。并且由图2a(实施例2制备的微波吸收激光熔覆涂层)可知，涂层内部形成了一种特殊的核壳结构，内部为未熔的氮化铝颗粒，外层为氮化钛颗粒，由于未熔氮化铝颗粒的存在，使得涂层整体的介电常数得到调整(实部25-50，虚部7-27)，使涂层的阻抗匹配接近于1，使得更多的电磁波进入涂层内部进行耗散，从而提升了涂层的吸波性能。
[0130]
表2是实施例2和对比例1-5进行电化学测试结果，首先将熔覆层样品用线切割加工成10*10mm大小，用环氧树脂封装制备试验样品，将样品放置在预先配置的3.5wt％氯化钠电解溶液中进行测量，结果可知，实施例2的自腐蚀电位为-0.19v，自腐蚀电流密度为8.52
×
10-8
a/cm2，对比例1的自腐蚀电位为-0.31v，自腐蚀电流密度为6.54
×
10-7
a/cm2，对比例2的自腐蚀电位为-0.33v，自腐蚀电流密度为8.53
×
10-7
a/cm2，对比例3的自腐蚀电位为-0.35v，自腐蚀电流密度为7.40
×
10-6
a/cm2，对比例4的自腐蚀电位为-0.38v，自腐蚀电流密度为6.54
×
10-6
a/cm2，对比例5的自腐蚀电位为-0.42v，自腐蚀电流密度为1.22
×
10-6
a/cm2。从而发现，而且所有对比例的自腐蚀电流密度均高于实施例2自腐蚀电流密度，同时所有对比例的腐蚀电位均低于实施例2腐蚀电位，说明本发明中实施例具有优异的耐腐蚀性能。
[0131]
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
[0132]
应当理解，本发明的技术方案不限于上述具体实施案例的限制，凡是在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种微波吸收激光熔覆涂层，其特征在于：所述微波吸收激光熔覆涂层由金属-陶瓷材料通过激光熔覆处理在基底表面获得，所述金属-陶瓷材料包括按质量百分比计算的如下组分：98.5～48.5％镍基合金、10～50％氮化铝及1.5％镀镍多壁碳纳米管；所述微波吸收激光熔覆涂层具有核壳结构，所述核壳结构包括作为核结构的氮化铝及作为壳结构的氮化钛。2.根据权利要求1所述的微波吸收激光熔覆涂层，其特征在于：所述镍基合金的粒径为35μm-75μm；和/或，所述氮化铝的粒径为15μm-60μm；和/或，所述镀镍多壁碳纳米管的管径为20-30nm，长度为10-30nm。3.根据权利要求1所述的微波吸收激光熔覆涂层，其特征在于：所述镀镍多壁碳纳米管中镍的含量在60wt％以上；和/或，所述镀镍多壁碳纳米管中的镍均匀分布于碳纳米管的管径外部；和/或，所述镍基合金中fe≤5.0wt％，cr≤17wt％，si≤4.50wt％，b≤2.70wt％，c≤0.70wt％，ni≥60wt％；和/或，所述微波吸收激光熔覆涂层的厚度为1.0mm-1.2mm；和/或，所述微波吸收激光熔覆涂层的介电常数实部为25-50，介电常数虚部为7-27。4.根据权利要求1所述的微波吸收激光熔覆涂层，其特征在于：所述氮化钛是由氮化铝与基底中的钛元素发生部分溶解原位形成的；和/或，所述基底的材质包括tc4。5.如权利要求1-4中任一项所述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法，其特征在于，包括：提供基底；将镍基合金、氮化铝与镀镍多壁碳纳米管混合均匀，获得金属-陶瓷材料；以及，采用超高速激光熔覆技术将所述金属-陶瓷材料熔覆于基底表面，获得微波吸收激光熔覆涂。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将镍基合金、氮化铝与镀镍多壁碳纳米管混合并于球磨速度为200-250r/min的条件下球磨120-130min，获得金属-陶瓷材料；其中，采用的研磨球为不锈钢研磨球，所述研磨球与镍基合金、氮化铝、镀镍多壁碳纳米管三者之和的质量比为1∶5～2∶5。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将基底预热至250～350℃，之后采用超高速激光熔覆技术将所述金属-陶瓷材料熔覆于基底表面，获得微波吸收激光熔覆涂；其中，所述超高速激光熔覆技术中采用的激光束光斑直径为2.0mm，激光功率为0.8～1.0kw，扫描速度为10～20mm/s，搭接率为50～60％，保护气体的流量为9～10l/min；优选的，所述保护气体包括氩气。8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括：在进行所述熔覆处理前，先对基底进行打磨、清洗处理；其中，所述清洗处理包括：采用乙醇对打磨处理所获基底的表面进行清洗，至少用于除去油脂和表面氧化物；和/或，所述制备方法还包括：在进行所述熔覆处理前，将所述金属-陶瓷材料置于60～80℃的环境中真空干燥8～10h。
9.权利要求1-4中任一项所述的微波吸收激光熔覆涂层在微波吸收领域中的用途；优选为在制备吸收微波频率为12.4～18ghz的微波吸收材料中的用途。10.权利要求5-8中任一项所述的微波吸收激光熔覆涂层的制备方法在曲面零件或轴类零件表面制备吸波涂层中的用途。

技术总结
本发明公开了一种微波吸收激光熔覆涂层及其制备方法与应用。所述微波吸收激光熔覆涂层由金属-陶瓷材料通过激光熔覆处理在基底表面获得，所述金属-陶瓷材料包括按质量百分比计算的如下组分：98.5～48.5％镍基合金、10～50％氮化铝及1.5％镀镍多壁碳纳米管；所述微波吸收激光熔覆涂层具有核壳结构，所述核壳结构包括作为核结构的氮化铝及作为壳结构的氮化钛。本发明的微波吸收激光熔覆涂层在12.4～18GHz范围内具有较好的微波吸收性能。18GHz范围内具有较好的微波吸收性能。18GHz范围内具有较好的微波吸收性能。


技术研发人员：庞旭明 蒲吉斌 穆森
受保护的技术使用者：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/10/11