專利名稱:具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合涂層材料，特別是一種具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層。屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
導(dǎo)彈、衛(wèi)星、飛機(jī)等航天器以及軍艦等電子器件的工作環(huán)境中充滿了各種高能帶電粒子和各波段的電磁輻射，如高能質(zhì)子、電子、中子、離子和無線電波、微波、x射線、γ射線等，它們會(huì)給上述電子器件帶來嚴(yán)重的輻射損害和電磁干擾，是航天器故障和失效的重要誘因。如高能帶電粒子通過電離輻射作用使半導(dǎo)體器件SiO2絕緣層中的電子—空穴對(duì)增加，導(dǎo)致MOS晶體管的閾值電壓漂移、雙極型晶體管增益下降；產(chǎn)生使微電子器件邏輯狀態(tài)改變的單粒子翻轉(zhuǎn)事件和使CMOS組件發(fā)生可控硅效應(yīng)的單粒子鎖定事件；高能粒子穿越具有高折射率的光學(xué)材料時(shí)還會(huì)產(chǎn)生切倫柯夫輻射效應(yīng)，使背景出現(xiàn)不該有的亮點(diǎn)等。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索，N.C.Das，D.Khastgir等人在Composites partAapplied scienceand manufacturing(《復(fù)合材料》)雜志2000年第31卷發(fā)表的文章“Electromagnetic inference shielding effectiveness of carbon black and carbonfibra EVA and NR based composites(炭黑、碳纖維乙烯乙酸乙烯酯及天然橡膠基復(fù)合材料的電磁干擾屏蔽效果)”。該文介紹的三種屏蔽材料炭黑、碳纖維乙烯乙酸乙烯酯及天然橡膠基復(fù)合材料雖然對(duì)100-2000MHz和8-12GHz的X射線具有一定的屏蔽效果，但是力學(xué)性能不高，而且因?yàn)檫@些材料在射線作用下具有不穩(wěn)定性，發(fā)生交聯(lián)，產(chǎn)生老化現(xiàn)象，并且不利于環(huán)保，因而很難應(yīng)用于航天器的使用環(huán)境和電子儀表的防護(hù)。而航天儀器由于其特殊的使用環(huán)境，要求所用的材料具有很高的力學(xué)性能、耐高溫和低溫性能以及抗老化能力，因此上述材料用在航天儀器上是不合適的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足和缺陷，提供一種具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層，特別是屏蔽外太空高能射線。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明主要采用熱噴涂的方法在LY12基體上制備梯度復(fù)合涂層材料，具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層包括復(fù)合打底層、金屬Pb層或/和陶瓷材料TiO2層。復(fù)合打底層材料為NiCrAlY，在清理過的LY12基體上先噴涂復(fù)合打底層材料NiCrAlY，厚度為0.1mm，然后再在復(fù)合打底層上噴涂陶瓷材料TiO2層，厚度為0.2mm；或者在清理過的LY12基體上先噴涂復(fù)合打底層材料NiCrAlY，厚度為0.1mm，然后再在復(fù)合打底層上噴涂金屬Pb層，其厚度為0.2mm；或者先在清理過的LY12基體上噴涂打底材料NiCrAlY，厚度為0.1mm，接著在復(fù)合打底層上噴涂陶瓷材料TiO2層，厚度為0.1mm，最后在陶瓷材料TiO2層上噴涂金屬Pb層，厚度為0.1mm。
復(fù)合打底層用等離子噴涂，金屬Pb層用普通火焰噴涂的方法噴涂，陶瓷材料TiO2層通過等離子噴涂。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明的屏蔽涂層體系具有良好的防外太空高能射線特別是x射線、γ射線的能力，對(duì)x射線的屏蔽率達(dá)到5～12％，對(duì)γ射線的屏蔽率達(dá)到7～10％，對(duì)α、β射線的屏蔽率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，能顯著地提高導(dǎo)彈、衛(wèi)星、飛機(jī)等航天器以及軍艦等電子器件的使用壽命，因而具有良好的市場(chǎng)前景及經(jīng)濟(jì)、軍事應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的抗輻射指標(biāo)如下表所示射線類型 x射線 γ射線 α、β射線屏蔽率(％) 5～12％ 7～10％ 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以下結(jié)合具體的實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的理解實(shí)施例1NiCrAlY-Pb防輻射性能作用的復(fù)合涂層及其制備方法首先將LY12基體表面進(jìn)行噴砂活化處理，其次利用等離子噴涂制備NiCrAlY復(fù)合打底層，厚度為0.1mm，然后利用普通火焰噴涂制備金屬Pb層，其厚度為0.2mm。通過輻照實(shí)驗(yàn)，表明該涂層體系具有良好的防高能射線效果，對(duì)γ射線屏蔽達(dá)10.9％，x射線射線屏蔽達(dá)7.4％，α及β射線能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2NiCrAlY-TiO2防輻射性能作用的復(fù)合涂層及其制備方法首先將LY12基體表面進(jìn)行噴砂活化處理，其次利用等離子噴涂制備NiCrAlY復(fù)合打底層，厚度為0.1mm，然后利用等離子噴涂制備陶瓷材料TiO2層，其厚度為0.2mm。通過輻照實(shí)驗(yàn)，表明該涂層體系具有良好的防高能射線效果，對(duì)γ射線屏蔽達(dá)6.7％，x射線射線屏蔽達(dá)5.8％，α及β射線能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3NiCrAlY-TiO2-Pb防輻射性能和電磁屏蔽作用的復(fù)合涂層及其制備方法首先將LY12基體表面進(jìn)行噴砂活化處理，其次利用等離子噴涂制備NiCrAlY復(fù)合打底層，厚度為0.1mm。然后利用等離子噴涂制備TiO2層，其厚度0.1mm。最后利用普通火焰噴涂制備金屬Pb層，其厚度為0.1mm。通過輻照實(shí)驗(yàn)，表明該涂層體系具有良好的防高能射線效果，對(duì)γ射線屏蔽達(dá)9.2％，x射線屏蔽達(dá)10.1％，α及β射線能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層，包括復(fù)合打底層、金屬Pb層或/和陶瓷材料TiO2層，其特征在于，在清理過的LY12基體上先噴涂復(fù)合打底層，然后再在復(fù)合打底層上噴涂陶瓷材料TiO2層；或者在清理過的LY12基體上先噴涂復(fù)合打底層，然后再在復(fù)合打底層上噴涂金屬Pb層；或者先在清理過的LY12基體上噴涂復(fù)合打底層，接著在復(fù)合打底層上噴涂陶瓷材料TiO2層，最后在陶瓷材料TiO2層上噴涂金屬Pb層。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層，其特征是，復(fù)合打底層材料為NiCrAlY。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層，其特征是，由復(fù)合打底層、陶瓷材料TiO2層組成時(shí)，復(fù)合打底層厚度為0.1mm，陶瓷材料TiO2層，厚度為0.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層，其特征是，由復(fù)合打底層、金屬Pb層組成時(shí)，復(fù)合打底層厚度為0.1mm，金屬Pb層，厚度為0.2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層，其特征是，由復(fù)合打底層、金屬Pb層、陶瓷材料TiO2層組成時(shí)，復(fù)合打底層厚度為0.1mm，陶瓷材料TiO2層厚度為0.1mm，金屬Pb層厚度為0.1mm。
專利摘要
一種具有防輻射性能作用的復(fù)合涂層。屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。本發(fā)明包括復(fù)合打底層、金屬Pb層或/和陶瓷材料TiO
文檔編號(hào)G21F1/00GKCN1585036SQ200410025044
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月10日
發(fā)明者姚利麗, 倪紅軍, 孫寶德, 王俊 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan