一种选择性红外辐射隐身材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种选择性红外辐射隐身材料。其特征在于，所述选择性红外辐射功能层包括铝箔基底以及沉积在基底表面的多层金属及半导体薄膜，所述多层结构由上至下分别为锗薄膜层，银薄膜层，锗薄膜层，银薄膜层，锗薄膜层，硫化锌薄膜层。本发明专利技术还相应提供一种上述隐身材料的制备方法，本发明专利技术的隐身材料可实现3.0μm

【技术实现步骤摘要】
一种选择性红外辐射隐身材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能材料领域，尤其涉及一种隐身材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，有关于热辐射调控实现红外隐身成为了隐身技术的研究前沿，而其中仍然具有大量的学科问题亟待解决。
[0003]红外隐身的目的主要是减小目标的红外特征，一般手段是消除或减小目标与背景间中远红外波段两个大气窗口(3.0μm
‑
5.0μm，8.0μm
‑
14.0μm)辐射特性的差别。目前低发射率红外隐身材料的使用仍旧是红外隐身最主要的方式。传统的红外低发射率材料在整个红外波段都具有低发射率，覆盖了红外探测的3.0μm
‑
5.0μm和8.0μm
‑
14.0μm波段。根据斯蒂芬
‑
玻尔兹曼定律，红外辐射强度与温度T和发射率相关。传统的低发射率材料主要通过降低发射率来实现红外辐射强度的降低，以此实现红外隐身。但是根据斯蒂芬
‑
玻尔兹曼定律，目标的红外特性与温度密切相关。温度的升高同样会导致辐射强度增大。对于传统低发射率材料来说，红外全波段的低发射率会降低目标通过辐射进行散热的效率，导致目标的温度迅速上升，进而导致目标红外辐射特性的增强，也就并不能有效阻断来自目标内部向外的红外辐射，由此使得其在红外低辐射率性能方面与应用需求还存在着较大的差距。因此，兼具低发射率和辐射降温性能的选择性辐射材料是红外隐身材料的发展趋势。具体来说，在红外窗口3.0μm
‑
5.0μm和8.0μm
‑
14.0μm波段，材料具有低发射率以避免被红外探测器侦察探测；而在非红外窗口5.0
‑
8.0μm波段，材料具有高发射率用以辐射降温。从降低发射率和降温两方面出发，降低目标的红外辐射特征，从而实现红外隐身。
[0004]目前，专利号为201110052236.6的中国专利、专利号为201310078127.0的中国专利、专利号为201610767391.9的中国专利，通过不同的材料结构设计方法分别公开了几种红外隐身材料及其制备方法，理论上实现了红外隐身。但是由于上述专利在红外波段的隐身是通过降低红外全波段发射率的途径来实现，未能解决红外全波段发射带来的热累积导致隐身失效的问题。同时，专利号为201911007549.2的中国专利，提出了一种选择性红外辐射隐身材料，实现了在3.0μm
‑
5.0μm和8.0μm
‑
14.0μm波段发射率较低，在5.0
‑
8.0μm波段具有一定发射率的结构。但是同样存在，8.0μm
‑
14.0μm波段发射率不够低，5.0
‑
8.0μm波段发射率不够高的问题。
[0005]因此，研究开发出一种能够克服以上技术中提到的不足和缺陷的选择性红外辐射隐身材料具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术所需要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种选择性辐射材料及其制备方法，该材料兼顾红外低发射率和辐射降温的要求。为解决上述技术问题：本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一种具备选择性辐射特性的隐身材料，所述隐身材料包括具备双红外吸收共振腔
的选择性红外功能层及增透层，所述选择性红外辐射功能层包括铝箔基底以及沉积在基底表面的多层薄膜结构，所述多层薄膜结构由上至下分别为锗薄膜层，银薄膜层，锗薄膜层，银薄膜层，锗薄膜层；所述增透层为硫化锌薄膜。
[0008]上述隐身材料中，选择性红外辐射结构由多层不同的金属及半导体薄膜层组成，厚度薄，原材料来源广泛，成本低。本专利技术中，基底优选为铝箔。
[0009]上述隐身材料中，优选的，所述金属及半导体薄膜总层数为6层，且与铝箔基底接触的为锗薄膜层。按照上述设定，红外光才能实现选择性辐射特性。
[0010]上述隐身材料中，优选的，所述银薄膜层的厚度为10nm，所述锗薄膜层的厚度为500
‑
700nm。本专利技术中膜层的厚度的改变或者层数改变，均有可能使得本专利技术中得到的材料的光谱特性偏离本专利技术预设的目标，控制各层的厚度在上述范围之内，可以得到效果更好的选择性红外辐射结构。
[0011]上述隐身材料中，优选的，所述硫化锌薄膜层的厚度为163nm。上述厚度的设定，可以保证红外光有较好的增透效果。
[0012]上述隐身材料中，优选的，所述双腔结构，目的是拓宽5.0
‑
8.0um波段吸收共振峰，在保证红外窗口较低发射率的同时，使得5.0
‑
8.0μm波段具有较高发射率。
[0013]上述隐身材料中，铝箔作为基底，对整个红外辐射调控结构具有至关重要的影响，一方面要结合其他结构层保证选择性红外辐射功能层作用的发挥，另一方面为整个结构提供了柔性行用的可能，拓展了结构的适用范围和应用场景。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的优点在于；
[0015]本专利技术的选择性红外辐射隐身功能层，通过结构设计，可实现在3.0μm
‑
5.0μm和8.0μm
‑
14.0μm波段平均发射率可低至0.2和0.25，在5.0
‑
8.0μm非窗口波段平均发射率可达0.9以上。该选择性红外辐射隐身结构兼顾了红外低发射率和辐射降温的要求。
[0016]本专利技术的选择性红外辐射材料结构简单，轻质，厚度薄，而且材料来源广泛，成本低廉。
[0017]本专利技术的选择性红外辐射材料的加工制作工艺非常简单，操作方便，易于规模化生产和应用。
附图说明
[0018]为了更清楚说明本专利技术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做简单的介绍，显而易见地，下图描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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附图。
[0019]图1为选择性红外辐射材料的结构示意图。
[0020]图2为仿真得到的选择性红外辐射材料在3.0
‑
14.0μm波段的发射率图谱。
具体实施方式
[0021]下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，所描述的实施例只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。
[0022]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图对本专利技术做更全面，细致的描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0023]除非另有定义，下文中所使用的专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的专业术语是指为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0024]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料，试剂，仪器和设备等均可通过市场购买得到或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种选择性红外辐射隐身材料。其特征在于，具备双红外吸收共振腔结构的红外辐射调控结构，包括铝箔基底以及沉积在所述铝箔基底表面的多层金属及半导体薄膜，所述多层结构由上至下分别为锗薄膜层，银薄膜层，锗薄膜层，银薄膜层，锗薄膜层，硫化锌薄膜层。2.根据权利要求1所述的隐身材料，其特征在于，所述沉积薄膜的总层数为6层，且与铝箔基底接触的为锗薄膜层。3.根据权利要求1所述的隐身材料，其特征在于，所述银薄膜层的厚度为10
‑
50nm，所述锗薄膜层的厚度为300
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爽，李彬，李佳城，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：