本發(fā)明主要涉及吸波材料領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙層超材料的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著雷達(dá)紅外復(fù)合偵查與制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，具有雷達(dá)紅外兼容隱身性能的材料已經(jīng)成為重要的研究方向。但同一材料實(shí)現(xiàn)雷達(dá)紅外兼容隱身存在固有矛盾，原因在于雷達(dá)隱身要求材料對(duì)電磁波的強(qiáng)吸收、低反射，而紅外隱身要求材料低吸收、高反射。因此，如何通過(guò)材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決兩者間的矛盾，是實(shí)現(xiàn)雷達(dá)紅外兼容隱身的關(guān)鍵。同時(shí)，隨著武器裝備飛行速度的提高以及對(duì)飛行器尾向隱身性能的新要求，具有耐高溫特性的雷達(dá)紅外兼容隱身材料已經(jīng)成為制約飛行器高溫部位隱身性能的瓶頸技術(shù)。

ZL201110052236.6號(hào)中國(guó)專利、ZL201310078127.0號(hào)中國(guó)專利分別公開(kāi)了兩種樹(shù)脂基雷達(dá)紅外兼容隱身材料及其制備方法，該類材料具備較好的雷達(dá)紅外兼容隱身性能，但提出的隱身材料體系僅適用于200℃以下，難以應(yīng)用于高溫環(huán)境，此外提出的雷達(dá)紅外兼容隱身材料結(jié)構(gòu)存在以下明顯不足：ZL201110052236.6號(hào)中國(guó)專利公布的雷達(dá)紅外兼容隱身材料，其結(jié)構(gòu)參數(shù)的限定范圍僅能在6GHz～18GHz高頻頻段實(shí)現(xiàn)較好吸波功能；制備的隱身材料的吸波性能完全通過(guò)吸波功能層即復(fù)合材料層實(shí)現(xiàn)，頻率選擇表面層僅充當(dāng)紅外隱身功能，對(duì)吸波性能無(wú)貢獻(xiàn)，沒(méi)有充分考慮頻率選擇表面與吸波結(jié)構(gòu)對(duì)電磁場(chǎng)的耦合效應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同吸波功能。ZL201310078127.0號(hào)中國(guó)專利公布的雷達(dá)紅外兼容隱身材料采用了雙層超材料結(jié)構(gòu)形式，采用的電阻型超材料位于介質(zhì)層表面，僅能在C或X單一頻段實(shí)現(xiàn)較好吸波性能，寬頻與低頻吸波性能較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于雙層超材料的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種基于雙層超材料的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料，為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)至外(表面)依次包括介質(zhì)層Ⅰ、電阻型高溫超材料層、介質(zhì)層Ⅱ、修飾層和頻率選擇表面層；其中，所述介質(zhì)層Ⅰ和介質(zhì)層Ⅱ均為氧化物纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料；所述電阻型高溫超材料層主要由呈周期性圖案的耐高溫電阻涂層組成；所述修飾層為玻璃涂層；所述頻率選擇表面層主要由呈周期性圖案的耐高溫、抗氧化、低紅外發(fā)射率的貴金屬鍍層組成。其中介質(zhì)層Ⅰ、電阻型高溫超材料、介質(zhì)層Ⅱ構(gòu)成吸波層，為材料提供主要的雷達(dá)吸波功能；修飾層為頻率選擇表面提供平整高致密表面；頻率選擇表面層主要提供材料的低發(fā)射率特性，即紅外隱身功能，同時(shí)與電阻型高溫超材料產(chǎn)生對(duì)電磁波的協(xié)同作用，進(jìn)一步提升吸波性能。

上述的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料，優(yōu)選的，所述氧化物纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料包括連續(xù)石英纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料、連續(xù)鋁硅酸鹽纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料、連續(xù)莫來(lái)石纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料或連續(xù)氧化鋁纖維增強(qiáng)氧化物基復(fù)合材料。

上述的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料，優(yōu)選的，所述耐高溫電阻涂層的周期性圖案是指呈正方形陣列分布的容性貼片圖案，前述正方形陣列的周期邊長(zhǎng)(即圖案所在的正方形單元邊長(zhǎng))a＝6mm～40mm，所述容性貼片的尺寸c與正方形陣列的周期邊長(zhǎng)的比值小于0.95(即容性貼片的尺寸c小于0.95a)。

上述的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料，優(yōu)選的，所述貴金屬鍍層的周期性圖案是指呈正方形陣列分布的正方形貼片圖案，其中，所述貴金屬鍍層圖案的正方形陣列的周期邊長(zhǎng)(即圖案所在的正方形單元邊長(zhǎng))為所述耐高溫電阻涂層圖案的正方形陣列的周期邊長(zhǎng)的0.08倍～0.15倍(即貴金屬鍍層圖案的正方形陣列的周期邊長(zhǎng)p＝0.08a～0.15a)，所述貴金屬鍍層圖案中正方形貼片邊長(zhǎng)為其正方形陣列的周期邊長(zhǎng)的0.8倍～0.95倍(即貴金屬鍍層圖案中正方形貼片邊長(zhǎng)q＝0.8p～0.95p)。

上述的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料，優(yōu)選的，所述耐高溫電阻涂層的材料體系為二氧化釕系玻璃基電阻涂層。

上述的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料，優(yōu)選的，所述玻璃涂層的材料選自硼硅酸鹽玻璃材料、鋰鋁硅玻璃材料或堇青石玻璃材料中的任一種；所述貴金屬鍍層的金屬材料選自銀、金、鉑、鈀中的一種或多種的合金。

上述的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料，優(yōu)選的，所述玻璃涂層厚度為0.05mm～0.2mm，表面粗糙度低于1μm；所述金屬鍍層厚度不低于0.5μm。

作為一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的雷達(dá)紅外兼容隱身材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備所述介質(zhì)層Ⅰ；

(2)采用絲網(wǎng)印刷工藝，將用于制備所述耐高溫電阻涂層的涂料印制在步驟(1)制備的介質(zhì)層Ⅰ上，經(jīng)干燥和燒結(jié)處理后，在介質(zhì)層Ⅰ上得到電阻型高溫超材料層；

(3)將用于制備介質(zhì)層Ⅱ的纖維織物鋪在電阻型高溫超材料層上以縫合的方式將其和制備好電阻型高溫超材料層的介質(zhì)層Ⅰ縫合成一個(gè)整體，再采用溶膠-凝膠工藝對(duì)前述整體進(jìn)行致密化，便在電阻型高溫超材料層上得到介質(zhì)層Ⅱ；

(4)分別將介質(zhì)層Ⅰ和介質(zhì)層Ⅱ加工至設(shè)計(jì)尺寸；

(5)將用于制備所述修飾層的玻璃涂料刷涂在介質(zhì)層Ⅱ上，經(jīng)干燥、燒結(jié)處理、打磨、拋光處理，在介質(zhì)層Ⅱ上得到修飾層；

(6)在所述修飾層上采用物理沉積工藝制備一層貴金屬鍍膜，再采用激光刻蝕工藝將所述貴金屬鍍膜刻蝕成頻率選擇表面，完成雷達(dá)紅外兼容隱身材料的制備。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟(1)中，介質(zhì)層Ⅰ的具體過(guò)程包括：先選取符合要求的氧化物纖維，并采用編織方式將氧化物纖維制備成纖維預(yù)制件(編織的方式可采用縫合、二維半、三維編織等方式)，再將采用溶膠-凝膠工藝將預(yù)制件制成粗坯(待粗坯增重小于0.5％時(shí)結(jié)束粗坯的制備)；然后采用磨床將粗坯加工平整，厚度大于設(shè)計(jì)厚度；再按照孔心距5mm～20mm/個(gè)完成預(yù)制孔的加工，其中X、Y方向采用相同的孔距，即完成介質(zhì)層Ⅰ的制備。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，絲網(wǎng)印刷工藝過(guò)程中，絲網(wǎng)目數(shù)為180～300目，印制遍數(shù)為1～3遍；干燥過(guò)程中的干燥溫度為150℃～250℃，干燥時(shí)間為0.5h～1h；燒結(jié)過(guò)程中的峰值燒結(jié)溫度為850℃～1000℃，升溫速度為15℃/min～20℃/min，燒結(jié)時(shí)間為10min～120min，燒結(jié)氣氛為空氣；

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，制備介質(zhì)層Ⅱ的具體操作為：先在制備好電阻型高溫超材料的介質(zhì)層Ⅰ表面根據(jù)厚度設(shè)計(jì)要求鋪好氧化物纖維布，然后利用介質(zhì)層Ⅰ的預(yù)制孔通過(guò)Z向纖維縫合方式將氧化物纖維布與介質(zhì)層Ⅰ縫合連接成整體，再采用溶膠-凝膠工藝制備介質(zhì)層Ⅱ復(fù)合材料，待材料增重小于0.5％時(shí)完成介質(zhì)層Ⅱ的制備；步驟(3)后獲得的材料還需進(jìn)行機(jī)械加工，用磨床將介質(zhì)層Ⅰ與介質(zhì)層Ⅱ加工至設(shè)計(jì)厚度；

所述步驟(5)中，刷涂遍數(shù)為2遍～3遍；干燥過(guò)程中的干燥溫度為150℃～250℃，干燥時(shí)間為1h～2h；燒結(jié)過(guò)程中峰值燒結(jié)溫度為800℃～950℃，升溫速度為10℃/min～15℃/min，燒結(jié)時(shí)間為10min～60min；

所述步驟(6)中，物理沉積工藝具體是指采用磁控濺射工藝，所述磁控濺射工藝的控制參數(shù)包括：保護(hù)氣氛為Ar氣，濺射功率為80W～120W，氣氛壓強(qiáng)控制為0.5Pa～2Pa，濺射時(shí)間為10min～90min；激光刻蝕工藝過(guò)程中采用皮秒激光器，激光功率為4W～5W，掃描速度為40mm/s～50mm/s，掃描2遍～3遍。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述耐高溫電阻涂層的涂料為二氧化釕系玻璃基電阻涂料，該涂料的制備方法包括以下步驟：將玻璃原料粉體混合均勻后經(jīng)1400℃～1450℃的溫度熔煉2h～4h，然后將得到的玻璃熔體倒入去離子水中進(jìn)行淬冷，得到玻璃，再將玻璃球磨成玻璃粉后先與RuO₂粉混合均勻，再與有機(jī)載體混合均勻制成二氧化釕系玻璃基電阻涂料；

所述玻璃原料粉體主要由以下質(zhì)量百分比的組分組成：

SiO₂ 30％～50％；

Al₂O₃ 10％～25％；

PbO 12％～25％；

MgO 5％～15％；

CaO 5％～10％；

ZnO 3～10％；

BaO 2％～8％和B₂O₃ 1％～5％。

上述的制備方法中，RuO₂粉體占玻璃粉和RuO₂粉總質(zhì)量的45％～55％，所述耐高溫電阻涂料中有機(jī)載體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～25％，所述有機(jī)載體主要由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％～90％的檸檬酸三丁酯、2％～5％的硝酸纖維素和10％～15％卵磷脂組成。

上述玻璃粉與RuO₂粉的混合過(guò)程在行星式重力攪拌機(jī)中混合，行星式重力攪拌機(jī)的公轉(zhuǎn)速度1280rpm～1500rpm，自轉(zhuǎn)速度為公轉(zhuǎn)速度的30％～60％，攪拌時(shí)間30min～60min。

上述玻璃與RuO₂的混合粉料與有機(jī)載體的混合過(guò)程在三輥研磨機(jī)中進(jìn)行，三輥研磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為250r/min～450r/min，研磨混料時(shí)間為1h～2h。

上述的制備方法制備得到的二氧化釕系玻璃基電阻涂料粘度為120pa·s～150pa·s。

上述玻璃球磨成玻璃粉的過(guò)程在瑪瑙球磨罐中以丙酮為球磨介質(zhì)進(jìn)行球磨，球磨的工藝過(guò)程中，球料質(zhì)量比為(2～3):1，球磨轉(zhuǎn)速為380r/min～450r/min，球磨時(shí)間為6h～12h；球磨后的粉體過(guò)200目～400目篩。

超材料是具有特殊電磁特性的人工周期結(jié)構(gòu)，本發(fā)明通過(guò)超材料周期結(jié)構(gòu)參數(shù)與電性能參數(shù)的控制使其具有較寬廣的電磁參數(shù)調(diào)控范圍，同時(shí)將電阻型超材料應(yīng)用在吸波材料中，容易實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，同時(shí)利用其產(chǎn)生的電磁場(chǎng)多共振效應(yīng)，突破傳統(tǒng)吸波材料對(duì)電磁參數(shù)頻散特性的限制，更易實(shí)現(xiàn)寬頻吸波；金屬型超材料，即頻率選擇表面，具有特殊的頻率選擇特性，用在本發(fā)明中可實(shí)現(xiàn)在特定波段的透波與電磁波反射功能。本發(fā)明將電阻型超材料與頻率選擇表面技術(shù)相結(jié)合，充分利用了電阻型超材料的阻抗匹配特性與多共振損耗特性實(shí)現(xiàn)寬頻吸波功能；同時(shí)利用頻率選擇表面的頻選特性實(shí)現(xiàn)微波頻段透波功能，從而使內(nèi)層吸波材料的吸波功能得以實(shí)現(xiàn)；另外還利用頻率選擇表面的頻選特性實(shí)現(xiàn)紅外波段反射功能，從而實(shí)現(xiàn)材料的低發(fā)射率特性，實(shí)現(xiàn)紅外隱身功能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料具有較強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，采用超材料技術(shù)可從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度較好的解決雷達(dá)紅外兼容隱身的矛盾性問(wèn)題，可具備較好的寬頻吸波性能與低發(fā)射率特性；同時(shí)還可以耐受1000℃以上的高溫。

(2)本發(fā)明的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料中由于引入了連續(xù)纖維作為增強(qiáng)體，克服了傳統(tǒng)單體陶瓷韌性差的問(wèn)題，力學(xué)性能好、可靠性高，可具備隱身、承載和防熱多重功能一體化。

(3)本發(fā)明的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料各功能材料層原材料容易獲得，性能穩(wěn)定。

(4)本發(fā)明的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料對(duì)材料進(jìn)行分層制備，各層參數(shù)可控性好，易于實(shí)現(xiàn)，并且在兩介質(zhì)層成型過(guò)程中引入了Z向增強(qiáng)纖維，層間強(qiáng)度高，此外采用的絲網(wǎng)印刷以及激光加工工藝具有精度高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料照片。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料反射率曲線。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料反射率曲線。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

除有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的商品或者可以通過(guò)公知的方法制得的產(chǎn)品。

實(shí)施例1：

一種本發(fā)明的基于雙層超材料的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)至外表面依次包括介質(zhì)層Ⅰ、電阻型高溫超材料層、介質(zhì)層Ⅱ、修飾層和頻率選擇表面層；其中，介質(zhì)層Ⅰ的厚度為3mm，介質(zhì)層Ⅱ的厚度為1mm，介質(zhì)層Ⅰ和介質(zhì)層Ⅱ均為采用連續(xù)鋁硅酸鹽纖維增強(qiáng)莫來(lái)石基復(fù)合材料；電阻型高溫超材料層主要由呈周期性圖案的耐高溫電阻涂層(二氧化釕系玻璃基電阻涂層)組成，該耐高溫電阻涂層的周期性圖案是正方形陣列分布的正方形貼片圖案，該正方形陣列的周期邊長(zhǎng)a＝19.9mm，正方形貼片的邊長(zhǎng)c＝17.1mm；修飾層為堇青石玻璃涂層，厚度為0.2mm，粗糙度約為0.8μm；頻率選擇表面層主要由呈周期性圖案的耐高溫、抗氧化、低紅外發(fā)射率的金屬鉑鍍層組成，鉑鍍層上的圖案為呈正方形陣列分布的正方形貼片圖案，其中正方形陣列的周期邊長(zhǎng)p＝1.8mm，正方形貼片邊長(zhǎng)q＝1.6mm。

本實(shí)施例的基于雙層超材料的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)介質(zhì)層Ⅰ的制備：將鋁硅酸鹽纖維以縫合的方式編織成預(yù)制件，再以鋁硅酸鹽纖維預(yù)制件為增強(qiáng)體，莫來(lái)石溶膠為基體先驅(qū)體，采用溶膠-凝膠工藝復(fù)合14次，獲得介質(zhì)層Ⅰ粗坯(最終增重小于0.5％)；然后采用磨床將粗坯加工平整，厚度為4mm；再按照孔心距10mm/個(gè)完成預(yù)制孔的加工，其中X、Y方向采用相同的孔距，加工后粗坯的尺寸為200mm×200mm；

(2)制備二氧化釕系玻璃基電阻涂料：

(a)熔煉玻璃：將各化學(xué)組分含量分別為SiO₂ 45％、Al₂O₃ 15％、PbO 12％、MgO 8％、CaO 5％、ZnO 7％、BaO 5％、B₂O₃ 3％的玻璃原料粉體混合均勻，裝入鉑金坩堝中，再一起置于馬弗爐中，以20℃/min的升溫速率升到1400℃，熔煉4h，隨后，將熔化后的玻璃熔體倒入去離子水中進(jìn)行淬冷，得到玻璃渣；

(b)粉碎玻璃：將得到的玻璃渣在瑪瑙球磨罐中進(jìn)行球磨，以丙酮為球磨介質(zhì)，球料質(zhì)量比為2：1，轉(zhuǎn)速為450r/min，球磨時(shí)間為8h，球磨完成后100℃烘干1h、過(guò)250目篩，得到玻璃粉；

(c)混料：將得到的玻璃粉和RuO₂粉按照質(zhì)量比為47：53的比例在行星式重力攪拌機(jī)中混料，攪拌機(jī)的公轉(zhuǎn)速度為1460rpm，自轉(zhuǎn)速度為公轉(zhuǎn)速度的30％，攪拌時(shí)間為60min；

(d)制備涂料：首先將檸檬酸三丁酯、硝酸纖維素和卵磷脂按照80：5：15的質(zhì)量比配制成有機(jī)載體，隨后，將上述步驟(c)中制得的玻璃與RuO₂混合粉料與有機(jī)載體按75：25的質(zhì)量比混合，然后在三輥研磨機(jī)中研磨混料，三輥研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為300r/min，三輥研磨機(jī)混料時(shí)間為2h，得到二氧化釕系玻璃基電阻涂料(涂料的粘度為250Pa·s)；

(3)電阻型高溫超材料層的制備：采用絲網(wǎng)印刷工藝，將步驟(2)獲得的二氧化釕系玻璃基電阻涂料印制在介質(zhì)層Ⅰ表面，絲網(wǎng)目數(shù)300目，印制2遍，隨后，經(jīng)150℃干燥1h，然后在空氣中以20℃/min的升溫速率升溫至850℃，燒結(jié)30min，電阻型高溫超材料層便燒結(jié)在介質(zhì)層Ⅰ上；

(4)介質(zhì)層Ⅱ的制備：在制備好的電阻型高溫超材料層表面根據(jù)厚度設(shè)計(jì)要求層鋪好鋁硅酸鹽纖維布，然后利用介質(zhì)層Ⅰ的預(yù)制孔通過(guò)Z向纖維縫合方式將的鋁硅酸鹽纖維布、電阻型高溫超材料層與介質(zhì)層Ⅰ縫合連接成整體，再采用莫來(lái)石溶膠為先驅(qū)體，采用溶膠-凝膠工藝復(fù)合12次，最終整體材料增重小于0.5％，即完成介質(zhì)層Ⅱ的制備；

(5)精加工：采用磨床將介質(zhì)層Ⅰ厚度加工至3mm，介質(zhì)層Ⅱ厚度加工至1mm，然后采用加工中心將粗坯面內(nèi)尺寸加工至180mm×180mm；

(6)修飾層制備：在加工好的介質(zhì)層Ⅱ表面采用刷涂-燒結(jié)工藝將堇青石玻璃漿料(堇青石玻璃漿料中，玻璃粉體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75％，有機(jī)載體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％；其中，有機(jī)載體中各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為檸檬酸三丁酯80％、硝酸纖維5％、卵磷脂15％；漿料粘度為140pa·s)制備成堇青石修飾層，其中漿料共刷涂2遍，經(jīng)干燥(150℃下保溫2h)和燒結(jié)過(guò)程(燒結(jié)溫度900℃，升溫速度為10℃/min，燒結(jié)時(shí)間30min)制成堇青石修飾層，隨后，將修飾層打磨拋光至0.2mm，粗糙度約為0.8μm；

(7)頻率選擇表面層制備：以鉑為耐高溫紅外低發(fā)射率材料，采用磁控濺射工藝(工藝參數(shù)為：氬氣為保護(hù)氣氛，工作氣壓為0.8Pa，濺射溫度為250℃，濺射功率為120W，濺射時(shí)間為20min)修飾層上制備一層鉑鍍層，鉑鍍層厚度約為0.8μm根據(jù)頻率選擇表面設(shè)計(jì)圖案，采用皮秒激光器刻蝕(激光功率5W，掃描速度40mm/s，掃描2遍)具有一定周期形式的圖案，圖案為呈正方形陣列分布的正方形貼片圖案，其中正方形陣列的周期p＝1.8mm，正方形貼片邊長(zhǎng)q＝1.6mm，完成雷達(dá)和紅外兼容隱身材料制備，其照片如圖2所示。

本實(shí)施例制得的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料反射率曲線如圖3所示，其反射率曲線在4GHz～18GHz均可低于-5dB，具有較好的吸波性能；1000℃條件下紅外發(fā)射率為0.20。

實(shí)施例2：

一種本發(fā)明的基于雙層超材料的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)至外表面依次包括介質(zhì)層Ⅰ、電阻型高溫超材料層、介質(zhì)層Ⅱ、修飾層和頻率選擇表面層；其中，介質(zhì)層Ⅰ的厚度為2.8mm，介質(zhì)層Ⅱ的厚度為1.7mm，介質(zhì)層Ⅰ和介質(zhì)層Ⅱ均為采用連續(xù)鋁硅酸鹽纖維增強(qiáng)氧化鋁基復(fù)合材料；電阻型高溫超材料層由呈周期性圖案的耐高溫電阻涂層(二氧化釕系玻璃基電阻涂層)組成，該耐高溫電阻涂層的周期性圖案是正方形分布的圓形貼片圖案，該正方形陣列的周期a＝8.9mm，圓形貼片的直徑c＝8.4mm；修飾層為硼硅酸鹽玻璃涂層，厚度為0.15mm，粗糙度約為0.6μm；頻率選擇表面層主要由呈周期性圖案的耐高溫、抗氧化、低紅外發(fā)射率的金屬金鍍層組成，金鍍層上的圖案為呈正方形陣列分布的正方形貼片圖案，其中正方形陣列的周期p＝0.9mm，正方形貼片邊長(zhǎng)q＝0.81mm。

本實(shí)施例的基于雙層超材料的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)介質(zhì)層Ⅰ的制備：將鋁硅酸鹽纖維以縫合的方式編織成預(yù)制件，再以鋁硅酸鹽纖維預(yù)制件為增強(qiáng)體，氧化鋁溶膠為基體先驅(qū)體，采用溶膠-凝膠工藝復(fù)合12次，獲得介質(zhì)層Ⅰ粗坯(最終增重小于0.5％)；然后采用磨床將粗坯加工平整，厚度為4.5mm；再按照孔心距5mm/個(gè)完成預(yù)制孔的加工，其中X、Y方向采用相同的孔距，加工后粗坯的尺寸為200mm×200mm；

(2)制備二氧化釕系玻璃基電阻涂料：

(a)熔煉玻璃：將各化學(xué)組分含量分別為SiO₂ 45％、Al₂O₃ 15％、PbO 12％、MgO 8％、CaO 5％、ZnO 7％、BaO 5％、B₂O₃ 3％的玻璃原料粉體混合均勻，裝入鉑金坩堝中，再一起置于馬弗爐中，以20℃/min的升溫速率升到1400℃，熔煉4h，隨后，將熔化后的玻璃熔體倒入去離子水中進(jìn)行淬冷，得到玻璃渣；

(b)粉碎玻璃：將得到的玻璃渣在瑪瑙球磨罐中進(jìn)行球磨，以丙酮為球磨介質(zhì)，球料質(zhì)量比為2：1，轉(zhuǎn)速為450r/min，球磨時(shí)間為8h，球磨完成后100℃烘干1h、過(guò)250目篩，得到玻璃粉；

(c)混料：將得到的玻璃粉和RuO₂粉按照質(zhì)量比為49：51的比例在行星式重力攪拌機(jī)中混料，攪拌機(jī)的公轉(zhuǎn)速度為1460rpm，自轉(zhuǎn)速度為公轉(zhuǎn)速度的30％，攪拌時(shí)間為60min；

(d)制備涂料：首先將檸檬酸三丁酯、硝酸纖維素和卵磷脂按照80：5：15的質(zhì)量比配制成有機(jī)載體，隨后，將上述步驟(c)中制得的玻璃與RuO₂混合粉料與有機(jī)載體按75：25的質(zhì)量比混合，然后在三輥研磨機(jī)中研磨混料，三輥研磨機(jī)轉(zhuǎn)速為300r/min，三輥研磨機(jī)混料時(shí)間為2h，得到二氧化釕系玻璃基電阻涂料(涂料的粘度為230Pa·s)；

(3)電阻型高溫超材料層的制備：采用絲網(wǎng)印刷工藝，將步驟(2)獲得的二氧化釕系玻璃基電阻涂料印制在介質(zhì)層Ⅰ表面，絲網(wǎng)目數(shù)300目，印制2遍，隨后，經(jīng)150℃干燥1h，然后在空氣中以15℃/min的升溫速率升溫至900℃，燒結(jié)10min，電阻型高溫超材料層便燒結(jié)在介質(zhì)層Ⅰ上；

(4)介質(zhì)層Ⅱ的制備：在制備好的電阻型高溫超材料層表面根據(jù)厚度設(shè)計(jì)要求層鋪好鋁硅酸鹽纖維布，然后利用介質(zhì)層Ⅰ的預(yù)制孔通過(guò)Z向纖維縫合方式將的鋁硅酸鹽纖維布、電阻型高溫超材料層與介質(zhì)層Ⅰ縫合連接成整體，再采用氧化鋁溶膠為先驅(qū)體，采用溶膠-凝膠工藝復(fù)合12次，最終整體材料增重小于0.5％，即完成介質(zhì)層Ⅱ的制備；

(5)精加工：采用磨床將介質(zhì)層Ⅰ厚度加工至2.8mm，介質(zhì)層Ⅱ厚度加工至1.7mm，然后采用加工中心將粗坯面內(nèi)尺寸加工至180mm×180mm；

(6)修飾層制備：在加工好的介質(zhì)層Ⅱ表面采用刷涂-燒結(jié)工藝將硼硅酸鹽玻璃漿料(硼硅酸鹽玻璃漿料中，玻璃粉體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％，有機(jī)載體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％；其中，有機(jī)載體中各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為檸檬酸三丁酯80％、硝酸纖維5％、卵磷脂15％；漿料粘度為210pa·s)制備成硼硅酸鹽玻璃修飾層，其中漿料共刷涂2遍，經(jīng)干燥(150℃下保溫2h)和燒結(jié)過(guò)程(燒結(jié)溫度900℃，升溫速度為10℃/min，燒結(jié)時(shí)間15min)制成硼硅酸鹽玻璃修飾層，隨后，將修飾層打磨拋光至0.15mm，粗糙度約為0.6μm；

(7)頻率選擇表面層制備：以金為耐高溫紅外低發(fā)射率材料，采用磁控濺射工藝(工藝參數(shù)為：氬氣為保護(hù)氣氛，工作氣壓為0.8Pa，濺射溫度為200℃，濺射功率為100W，濺射時(shí)間為40min)修飾層上制備一層金鍍層，金鍍層厚度約為1.2μm，根據(jù)頻率選擇表面設(shè)計(jì)圖案，采用皮秒激光器刻蝕(激光功率5W，掃描速度40mm/s，掃描2遍)具有一定周期形式的圖案，周期圖案為呈正方形陣列分布的正方形貼片圖案，其中正方形陣列的周期p＝0.9mm，正方形貼片邊長(zhǎng)q＝0.81mm，完成雷達(dá)和紅外兼容隱身材料的制備。

本實(shí)施例制得的耐高溫雷達(dá)紅外兼容隱身材料反射率曲線如圖4所示，其反射率曲線在4.3GHz～18GHz基本低于-8dB，具有較好的寬頻吸波性能；1000℃條件下紅外發(fā)射率為0.18。