本發(fā)明屬于航空航天材料制備，更具體地說，涉及一種多孔氮化硼天線窗及其封孔涂層方法。

背景技術(shù)：

1、天線窗是飛行器的重要部件，是一種集透波、防熱等多功能于一體的部件。而氮化硼具備耐高溫、耐化學腐蝕、良好的加工性、自潤滑性，以及與多種金屬不浸潤的特點。這些特性使得高質(zhì)量的氮化硼能夠在900℃以下的氧化氣氛和2800℃以下的惰性氣氛中長期使用。同時氮化硼具有較大的透波率即功率透過系數(shù)，低的反射率和損耗，對雷達的天線方向性能影響很小，滿足雷達搜尋及瞄準目標的精度等要求。氮化硼天線窗主要應用材料為高溫透波材料，這種材料在惡劣的使用環(huán)境中起到保護飛行器通訊、遙測、制導、引爆等系統(tǒng)正常工作的重要作用。由于其優(yōu)異的物理和化學性質(zhì)，氮化硼天線窗被廣泛應用于運載火箭、飛船、導彈和返回式衛(wèi)星等再入飛行器的關(guān)鍵部位。但是氮化硼天線窗為了保證其高透波低損耗性能，存在一定的孔隙率，孔隙率導致了氮化硼天線窗在自然條件下具有吸收水的性質(zhì)，氮化硼天線窗洗水后透波率、反射率和透波損耗都會受到較大影響。

2、針對上述問題也進行了相應的改進，如中國專利申請?zhí)朿n201610537283.2，公開日為2018年1月16日，該專利公開了一種多孔陶瓷材料表面封孔方法。所述的方法包括如下步驟：步驟一，對多孔陶瓷材料進行干燥處理；步驟二，將多孔陶瓷材料進行抽真空處理；步驟三，通過蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜或離子鍍膜的方式進行表面封孔。該專利的不足之處在于：蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜或離子鍍膜等方式的質(zhì)量受到多種因素的影響，如鍍膜設備的性能、鍍膜參數(shù)的選擇以及鍍膜材料的純度等，容易導致封孔效果不佳，且增加生產(chǎn)成本。

3、又如中國專利申請?zhí)朿n201110423290.7，公開日為2015年4月15日，該專利公開了一種陶瓷層的封孔方法，包括以下步驟：提供金屬基體；采用火焰噴涂法，在所述金屬基體表面形成陶瓷層，所述陶瓷層形成有若干陶瓷孔；采用靜電粉體噴涂法，在所述陶瓷層表面噴涂一封孔層，該封孔層包括若干填充部，若干所述填充部分別形成于所述陶瓷孔內(nèi)，用以對所述陶瓷孔進行封閉處理，進行該封閉處理的所述封孔粉體的主要成分為具有耐腐蝕性的熱固性樹脂粉末。該專利的不足之處在于：靜電粉體噴涂法會存在噴涂不均勻或難以完全填充的問題，導致其封孔層效果不佳。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1、要解決的問題

2、針對現(xiàn)有天線窗無法兼顧低吸水率和高透波性的問題，本發(fā)明提供一種多孔氮化硼天線窗及其封孔涂層方法。本發(fā)明通過在對多孔氮化硼天線窗表面噴涂封孔材料前對其進行預封孔操作，初步降低多孔氮化硼天線窗的吸水率，再通過封孔材料進一步鞏固多孔氮化硼天線窗的低吸水率特性，使其兼顧低吸水率的同時不影響其他性能下降；步驟簡單，易于操作，適用性強。

3、2、技術(shù)方案

4、為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

5、一種多孔氮化硼天線窗的封孔涂層方法，在對多孔氮化硼天線窗進行表面噴涂封孔材料之前還包括對多孔氮化硼天線窗進行預封孔操作，其中，預封孔操作包括依次對多孔氮化硼天線窗進行有機硅樹脂浸漬、固化和燒結(jié)；且所述封孔材料為有機硅樹脂與硅烷偶聯(lián)劑的混合物。

6、采用上述技術(shù)方案，在對多孔氮化硼天線窗進行噴涂封孔材料之前，通過對多孔氮化硼天線窗進行有機硅樹脂浸漬，有機硅樹脂會進入到多孔氮化硼內(nèi)部的孔隙中，對孔隙進行填充；并且會在多孔氮化硼表面形成一層致密的防水層，從而阻擋水分進入到多孔氮化硼內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低吸水率；并且通過固化和燒結(jié)操作，使天線窗基體內(nèi)部及表面布滿硅羥基，后續(xù)使用疏水劑對表面硅羥基進行處理以增強表面疏水性，同時增強后續(xù)涂料對天線窗表面的附著力，使得有機硅樹脂能夠與多孔氮化硼緊密結(jié)合，從而進一步降低其吸水率；再通過在多孔氮化硼天線窗的表面噴涂封孔涂料，進一步鞏固多孔氮化硼天線窗的低吸水率特性，使其兼顧低吸水率的同時不影響其他性能的下降；整個操作方法步驟簡單，易于操作，適用性強。

7、更進一步的，所述預封孔操作中，有機硅樹脂浸漬時間為1~2h，有機硅樹脂的濃度為70%~90%；固化中在100℃下保溫60min~90min；燒結(jié)溫度為600℃~750℃；燒結(jié)時間為2h~3h。

8、采用上述技術(shù)方案，嚴格控制有機硅樹脂浸漬時間與濃度，使得有機硅樹脂能夠完全均勻滲透到多孔氮化硼內(nèi)部的孔隙中，以使得能夠在多孔氮化硼表面形成均勻的涂層，從而保證較好的防水性能；嚴格控制固化保溫時間以及燒結(jié)溫度和時間，使得有機硅樹脂形成的涂層更加致密和穩(wěn)定，進一步鞏固防水性能，從而達到較低的吸水率。

9、更進一步的，在對多孔氮化硼天線窗進行預封孔操作之前，還包括對多孔氮化硼天線窗進行表面清除操作：使用壓縮空氣吹抹多孔氮化硼天線窗表面后再對多孔氮化硼天線窗表面進行擦拭。

10、采用上述技術(shù)方案，采用兩種方式對多孔氮化硼天線窗的表面進行清除雜質(zhì)操作，能夠確保多孔氮化硼天線窗表面的徹底清潔，為后續(xù)封孔操作提供良好的基礎；并且先采用壓縮空氣吹抹清除較大顆粒雜質(zhì)，雜質(zhì)去除效率快且時間短；再通過擦拭去除微小且附著力強的顆粒雜質(zhì)，避免出現(xiàn)局部雜質(zhì)堆積的情況出現(xiàn)，保證清潔的徹底性。

11、更進一步的，多孔氮化硼天線窗進行表面噴涂封孔材料后進行干燥，干燥后進行加熱至110℃，并在110℃條件下保溫60min±10min。

12、采用上述技術(shù)方案，當多孔氮化硼天線窗表面噴涂封孔材料后，封孔材料在多孔氮化硼天線窗表面形成封孔涂層，干燥的操作能夠去除多孔氮化硼天線窗表面及孔隙中的水分，并且使得封孔涂層能夠更加緊密附著在多孔氮化硼天線窗的表面以及內(nèi)部孔隙中，增加涂層的附著力從而使得多孔氮化硼天線窗具備較低的吸水率；干燥后保溫的操作則能夠確保涂層在合適的溫度下充分固化，以形成致密的防水層，有效阻擋外部水分進入多孔氮化硼天線窗的內(nèi)部，從而降低其吸水率。

13、更進一步的，所述封孔材料中，有機硅樹脂為透明甲基硅樹脂，硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷；且透明甲基硅樹脂與γ-氨丙基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為100：（1~2）。

14、采用上述技術(shù)方案，透明甲基硅樹脂的透明特性使其能夠保持多孔氮化硼天線窗的原有外觀，不會對其視覺效果產(chǎn)生負面影響；并且與γ-氨丙基三乙氧基硅烷的組合能夠顯著提高透明甲基硅樹脂與多孔氮化硼天線窗間的粘接性，確保封孔材料能夠牢固的附著在多孔氮化硼天線窗的表面，從而降低多孔氮化硼天線窗的吸水率；并且對兩者的質(zhì)量比進行嚴格控制，避免原料浪費增加成本的同時保證該封孔材料所具備的耐水性以及粘接性。

15、更進一步的，所述封孔材料的噴涂量，其中y為封孔材料的噴涂量且噴涂量的單位為g，n為多孔氮化硼天線窗的數(shù)量，x為固定值，x的取值范圍為5~10；且采用公式進行計算封孔材料的噴涂量時，公式中的物理量在計算時進行去量綱化。

16、采用上述技術(shù)方案，將噴涂量與多孔氮化硼天線窗的數(shù)量進行關(guān)聯(lián)，既避免了封孔材料的浪費或不足，降低成本并提高資源的使用率；又能夠使得每個多孔氮化硼天線窗都能進行足夠且適量的封孔材料噴涂，有助于形成均勻、致密的封孔層，從而降低其吸水率。

17、更進一步的，所述對多孔氮化硼天線窗進行表面噴涂封孔材料包括如下步驟：

18、將多孔氮化硼天線窗通過承載裝置放置在旋轉(zhuǎn)平臺上；

19、噴槍開始噴涂封孔材料：以多孔氮化硼天線窗的第一拐角為噴涂起點，按“z”字型方向進行走搶噴涂，以多孔氮化硼天線窗的第二拐角為噴涂終點；其中多孔氮化硼天線窗的第一拐角與第二拐角呈對角線設置；完成首次噴涂后，將旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)180°，按照噴槍噴涂操作進行第二次噴涂，完成多孔氮化硼天線窗的一面噴涂；

20、將多孔氮化硼天線窗翻轉(zhuǎn)，使得其未噴涂的另一面通過承載裝置放置在旋轉(zhuǎn)平臺上，重復噴槍噴涂封孔材料操作，完成多孔氮化硼天線窗的另一面噴涂。

21、采用上述技術(shù)方案，采用“z”字型噴涂走向，以確保噴涂過程中封孔材料能夠均勻覆蓋到多孔氮化硼天線窗的每個角落，避免封孔材料在某一處堆積，且減少噴涂死角，提高了噴涂的均勻性，有效保證噴涂質(zhì)量，并且減少了人工操作的復雜性和時間消耗，節(jié)省人力成本。

22、更進一步的，所述噴槍的氣源壓力為0.25mpa±0.05?mpa；噴幅為100mm±10mm；噴槍的槍口與多孔氮化硼天線窗的距離為20cm±5cm。

23、采用上述技術(shù)方案，確保噴槍中噴出的封孔材料均勻且細小，有助于更好的在多孔氮化硼天線窗表面形成致密其均勻的封孔層；且保證工作效率。

24、更進一步的，還包括對經(jīng)過預封孔操作的多孔氮化硼天線窗進行疏水處理，所述疏水處理包括將預封孔操作后的多孔氮化硼天線窗放入容器內(nèi)，并對容器進行密封抽真空操作后，將疏水劑輸入至容器內(nèi)對多孔氮化硼天線窗進行浸沒，隨后對多孔氮化硼天線窗進行加熱并干燥。

25、采用上述技術(shù)方案，疏水處理進一步提高了整個多孔氮化硼天線窗的疏水性能，從而確保多孔氮化硼天線窗在潮濕環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的介電性能，避免因水分影響而導致的信號衰減或失真，保證介電性能的穩(wěn)定性；且疏水處理還在一定程度上增強多孔氮化硼天線窗的耐熱性、耐腐蝕性和耐磨損性，使其在各種惡劣環(huán)境下都能保持穩(wěn)定的性能。

26、一種多孔氮化硼天線窗，采用如上述任一項所述的多孔氮化硼天線窗的封孔涂層方法制備而成。采用上述封孔涂層方法制備的多孔氮化硼天線窗能夠顯著降低多孔氮化硼天線窗的吸水率，并且其他性能并未出現(xiàn)明顯下降，使其兼顧低吸水率和高透波率，從而能夠穩(wěn)定的實現(xiàn)其功能。