[發明專利]一種低吸收/發射比自適應控溫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711455657.7
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108129144B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 呂金鵬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/622
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;王慧穎

本發明公開了一種低吸收/發射比自適應，屬于新材料領域，材料組分為Ba_yA_xTiO₃，其中A為Sr、Sn、Ca、La、Nb、Y中一種或多種，其中x+y=1；本發明還公開了其制備方法，獲得材料的紅外發射率隨外界熱環境變化而在居里點附近發生變化，利用此方法制備的智能型自適應熱控材料，具有低太陽吸收比，a_s0.3，紅外發射率變化幅度大的特性，Δe_H0.2，可廣泛應用于航天器熱控系統、建筑物節能減排、電子設備散熱以及戰術武器紅外隱身等領域；特別是在建筑物節能減排、電子設備散熱和航天器熱控領域具有巨大的實用價值和應用前景。

技術領域

本發明屬于屬于新材料領域，具體是指一種低吸收/發射比自適應控溫材料 及其制備方法。

背景技術

智能型溫控材料，是指材料本身在不同環境溫度的激勵作用下，通過自身結構物理性質的躍變實現紅外發射率的突變，而自適應改變其熱輻射性能，具有冬暖夏涼式的空調功能。智能溫控材料在國防科技和民用節能減排領域具有極大的應用前景。可廣泛應用于航天器熱控、建筑物節能、智能玻璃/窗、發動機散熱、電子產品散熱、LED燈具散熱等領域。實現智能溫控的材料技術主要有電致變色材料、熱致變色材料技術和熱控百葉窗等。其中熱致變色材料具有重量輕、無外加功耗、成本低、應用范圍廣等優點，成為當前熱控技術領域最具前景的材料技術之一。然而，目前開發的VO₂基和La_1-xA_xMnO₃基熱致相變可變發射率材料均存在突出的自身缺陷，嚴重限制了智能熱控材料的應用。VO₂材料在Tc=68℃發生由低溫絕緣態（高發射率）向高溫金屬態（低發射率）快速可逆的熱致相變，不符合傳統低溫保暖和高溫散熱的應用需求。盡管文獻（吳春華等，一種用于改變智能熱控材料控溫能力的薄膜及其制備方法，中國專利CN104561897A）對VO₂材料進行多層膜系設計，基本滿足了應用需求，但存在結構復雜、成本較高、應用受限等缺點。另一種熱致相變可變發射率材料La_1-xA_xMnO₃則通常外觀為深藍色/黑色（張勇等，一種智能熱輻射陶瓷材料的制備方法，中國專利CN101531513B），其太陽吸收比高達0.89，嚴重制約了其熱控能力。因此，亟需探索開發具有低太陽吸收-半球發射比熱環境響應特性的新型自適應熱控材料。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，公開了一種低吸收/發射比自適應控溫 材料及其制備方法，獲得材料的紅外發射率隨外界熱環境變化而在居里點附近發 生變化，利用此方法制備的智能型自適應熱控材料，具有低太陽吸收比、紅外發 射率變化幅度大的特性，解決了現有技術中存在的問題。

本發明是這樣實現的：

一種低吸收/發射比自適應控溫材料，其特征在于，所述的材料組分為 Ba_yA_xTiO₃，其中A為Sr、Sn、Ca、La、Nb、Y其中一種或多種，x+y＝1。

進一步，所述的材料外觀為白色；所述材料的居里溫度點在-10～40℃范圍內 可調，當環境溫度低于居里點時，呈低發射率態；當環境溫度高于居里點時，突 變為高紅外發射率態,本發明自適應熱控材料，具有低太陽吸收比，α_s0.3，紅 外發射率變化幅度大的特性，Δε_H0.2。

本發明還公開了一種低吸收/發射比自適應控溫材料的制備方法，其特征在 于，具體步驟如下：

步驟一：分別稱取1份TiO₂粉末，x份A的氧化物或碳酸鹽,y份Ba的氧 化物或碳酸鹽，A為Sr(鍶)、Sn(錫)、Ca(鈣)、La(鑭)、Nb(鈮)、Y (釔)其中一種或多種，x+y＝1；