一种红外隐身材料制造技术

本发明专利技术提供了一种红外隐身材料，所述红外隐身材料由多层膜叠加而成；所述多层膜包括交替设置的厚度分别为四分之一中心波长的YbF3膜与ZnSe膜。与现有技术相比，本发明专利技术以ZnSe和YbF3为基材，由于两种基材的折射率存在高低差异性，设计时采用每层四分之一中心波长厚度分别叠加镀制多层组合薄膜结构，薄膜结构所有界面上反射的光束，当它们回到前表面时具有相同相位，从而产生相长干涉，可以实现对相应中心波长红外能量的高反射；该红外隐身材料不会对雷达波的传输产生负面影响，具有良好的雷达隐身兼容性；同时本发明专利技术提供的红外隐身材料具有中长波大气窗口内低发射率，实现红外隐身的功能，大气窗口外高发射率，实现目标的降温散热。

Infrared stealthy material

The present invention provides an infrared stealth material, which is formed by the superposition of multilayer films, and the multilayer film comprises a YbF3 film and a ZnSe film with an alternating thickness of 1/4 central wavelengths respectively. Compared with the prior art, the invention uses ZnSe and YbF3 as the substrate, the two substrate because of the refraction rate of height differences, used in the design of each layer of 1/4 wavelength thickness superposition plating multilayer film structure, light beam reflected all the interface structure of the film, when they return to the front surface with the same phase, thus to produce constructive interference, can achieve high reflection corresponding to the center wavelength of infrared energy; the infrared stealth material will not have a negative impact on the transmission of radar wave, good compatibility with stealth radar; at the same time, the invention provides infrared stealth material with low emissivity in long wavelength atmospheric window, to achieve the function of infrared stealth, atmospheric window high emission rate, achieve the goal of cooling down.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于红外隐身
，尤其涉及一种红外隐身材料。
技术介绍
雷达罩是飞行器等装备的对外窗口，也是雷达实现定位导航精确制导等功能的保障，因此要求雷达罩除了具有保护雷达的功能外，对于雷达自身工作波段内的电磁波具有良好的透过效果。现阶段，随着飞行器的飞行速度不断提高，高超音速飞行器的速度已经达到6马赫以上，飞行器头部雷达罩由于摩擦产生高温而成为红外主要探测源，因此飞行器头部雷达罩红外隐身的重要性日益突出。传统的红外隐身材料，由于含有一定比例的金属掺杂，不可避免的会对雷达罩的透过率带来一定的负面影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种对于雷达波具有无损透过性能的红外隐身材料。本专利技术提供了一种红外隐身材料，其特征在于，所述红外隐身材料由多层膜叠加而成；所述多层膜包括交替设置的厚度分别为四分之一中心波长的YbF3膜与ZnSe膜。优选的，所述红外隐身材料的上下表面膜均为YbF3膜。优选的，所述多层膜的层数为11～51层。优选的，所述多层膜的层数为21～41层。优选的，所述多层膜的层数为33层。优选的，由下表面开始所述多层膜的厚度依次为0.97453μm，0.64834μm，0.39490μm，0.44593μm，0.43009μm，0.54081μm，1.10301μm，0.12082μm，0.66528μm，0.61058μm，0.90684μm，0.10666μm，0.83247μm，0.57832μm，0.7648μm，0.17861μm，0.81283μm，0.44699μm，1.91144μm，1.02709μm，0.68401μm，0.26756μm，0.50729μm，0.40487μm，1.026μm，0.05128μm，0.56253μm，1.24633μm，0.48934μm，0.44942μm，0.39864μm，0.29366μm，1.63612μm。本专利技术还提供了一种红外隐身材料在雷达透波窗口的应用。本专利技术提供了一种红外隐身材料，所述红外隐身材料由多层膜叠加而成；所述多层膜包括交替设置的厚度分别为四分之一中心波长的YbF3膜与ZnSe膜。与现有技术相比，本专利技术以ZnSe和YbF3为基材，由于两种基材的折射率存在高低差异性，设计时采用每层四分之一中心波长厚度分别叠加镀制多层组合薄膜结构，由于薄膜结构所有界面上反射的光束，当它们回到前表面时具有相同相位，从而产生相长干涉，可以实现对相应中心波长红外能量的高反射；并且由于本专利技术的红外隐身材料的基材均为对雷达透波材料，并且材料整体厚度远小于其在雷达波段的趋肤深度，因此该红外隐身材料不会对雷达波的传输产生负面影响，具有良好的雷达隐身兼容性；同时本专利技术提供的红外隐身材料具有中长波大气窗口内低发射率，实现红外隐身的功能，大气窗口外高发射率，实现目标的降温散热。附图说明图1为本专利技术实施例制备的红外隐身材料平板样件照片；图2为本专利技术实施例制备的红外隐身材料的红外波段的发射率仿真与测试曲线对比图；图3为基底表面喷涂雷达吸波涂料的微波暗室反射率测试曲线图；图4为基底表面喷涂雷达吸波涂料后镀红外隐身材料的微波暗室反射率测试曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种红外隐身材料，所述红外隐身材料由多层膜叠加而成；所述多层膜包括交替设置的厚度分别为四分之一中心波长的YbF3膜与ZnSe膜。本专利技术以ZnSe和YbF3为基材，由于两种基材的折射率存在高低差异性，设计时采用每层四分之一中心波长厚度分别叠加镀制多层组合薄膜结构，由于薄膜结构所有界面上反射的光束，当它们回到前表面时具有相同相位，从而产生相长干涉，可以实现对相应中心波长红外能量的高反射；并且由于本专利技术的红外隐身材料的基材均为对雷达透波材料，并且材料整体厚度远小于其在雷达波段的趋肤深度，因此该红外隐身材料不会对雷达波的传输产生负面影响，具有良好的雷达隐身兼容性；同时本专利技术提供的红外隐身材料具有中长波大气窗口内低发射率，实现红外隐身的功能，大气窗口外高发射率，实现目标的降温散热。在本专利技术中，所述红外隐身材料的上下表面，即最底层的膜与最顶层的膜均优选为YbF3膜。所述多层膜的层数优选为2n+1层，更优选为11～51层，再优选为11～41层，再优选为21～41层，再优选为31～41层，最优选为33层。在本专利技术中，当所述层数为33时，所述红外隐身材料由下表面开始，多层膜各层膜的厚度优选依次为0.97453μm，0.64834μm，0.39490μm，0.44593μm，0.43009μm，0.54081μm，1.10301μm，0.12082μm，0.66528μm，0.61058μm，0.90684μm，0.10666μm，0.83247μm，0.57832μm，0.7648μm，0.17861μm，0.81283μm，0.44699μm，1.91144μm，1.02709μm，0.68401μm，0.26756μm，0.50729μm，0.40487μm，1.026μm，0.05128μm，0.56253μm，1.24633μm，0.48934μm，0.44942μm，0.39864μm，0.29366μm，1.63612μm。本专利技术分别设计对于3～5μm和8～10μm两个波段中心波长，具有高反射效果的相长干涉厚度，就可以实现对以上两个波段的高反射即低发射效果，通过多层叠加可以有效地提高以上两个波段的反射率，进而降低其发射率。本专利技术的红外隐身材料具有以下优点：1)具有中长波大气窗口内低发射率，实现红外隐身的功能，大气窗口外高发射率，实现目标的降温散热；2)具有良好的雷达隐身兼容性，即可以几乎无损的透过雷达波信号，因此相对于现有的金属掺杂的红外隐身涂料而言，更适合用于雷达罩类的窗口型目标表面，可以在不影响雷达信号传输的前提下，更好地实现红外隐身。本专利技术根据红外大气窗口所在位置，采用具有雷达透波效果的红外材料设计了对大气窗口内具有低发射率，实现红外隐身的功能，大气窗口外高发射率，实现目标的降温散热的红外隐身材料。以ZnSe和YbF3为基材，基于薄膜干涉理论，设计了多层一维准周期薄膜，并采用EssentialMacleod软件对所设计结构进行优化，最终完成了具有辐射可调控效果的红外隐身材料的设计。为验证材料的有效性，采用离子束溅射工艺制备了红外隐身材料平板样件，并采用傅里叶光谱仪对样件的红外特性进行了测试，同时在紧缩场微波暗室对材料的雷达兼容性进行了标定测试。本专利技术还提供了一种上述红外隐身材料在雷达透波窗口的应用。为了进一步说明本专利技术，以下结合实施例对本专利技术提供的一种红外隐身材料进行详细描述。以下实施例中所用的试剂均为市售。实施例1采用离子束溅射工艺在基材上制备交替设置的YbF3膜与ZnSe膜，最底层与最顶层均为YbF3膜，多层膜的层数为33层，由最底层开始膜的厚度依次为0.97453μm，0.64834μm，0.39490μm，0.445本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外隐身材料，其特征在于，所述红外隐身材料由多层膜叠加而成；所述多层膜包括交替设置的厚度分别为四分之一中心波长的YbF3膜与ZnSe膜。

【技术特征摘要】
1.一种红外隐身材料，其特征在于，所述红外隐身材料由多层膜叠加而成；所述多层膜包括交替设置的厚度分别为四分之一中心波长的YbF3膜与ZnSe膜。2.根据权利要求1所述的红外隐身材料，其特征在于，所述红外隐身材料的上下表面膜均为YbF3膜。3.根据权利要求2所述的红外隐身材料，其特征在于，所述多层膜的层数为11～51层。4.根据权利要求2所述的红外隐身材料，其特征在于，所述多层膜的层数为21～41层。5.根据权利要求2所述的红外隐身材料，其特征在于，所述多层膜的层数为33层。6.根据权利要求5所述的红外隐身材料，其特征在于，由下表面开始所述多层膜的厚度依次为0.97453μm，0.64834μm，0.39490μm，0.44593μm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤洋，高劲松，王笑夷，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22