[發明專利]一種可見光-紅外兼容隱身材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010695899.9
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111856623A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 譚淑娟;楊赟;方罡;楊芷炎;李永超
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G02B1/00
• 分類號: G02B1/00;C01B33/12;C01G9/02;C25D3/22;C25D5/50;C23C8/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種可見光?紅外兼容隱身材料，包括非晶光子晶體薄膜和填充物，所述填充物填充在非晶光子晶體薄膜的空隙中；所述非晶光子晶體薄膜由SiO₂微球組成，所述填充物為ZnO；所述材料在400℃高溫下紅外發射率達到~0.4；所述非晶光子晶體薄膜通過旋涂法、重力沉積、垂直沉積或提拉法得到，然后采用浸漬或電沉積的方法在薄膜空隙中填充適量的ZnO，最后通過煅燒法制備得到本發明的可見光?紅外兼容隱身材料。本發明提供的可見光?紅外兼容隱身材料，實現了高溫下性能穩定的豐富結構色與紅外低發射率相結合，對高溫條件下的可見光?紅外兼容隱身具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種可見光-紅外兼容隱身材料及其制備方法，屬于功能材料技術領域。

背景技術

隨著現代探測技術的發展，多功能兼容隱身技術變得越來越重要。可見光隱身要求自身顏色特征與背景的亮度、色度、運動特征相吻合，從而控制目標視覺信號，豐富的結構色可以匹配不同的作戰背景以此降低可見探測系統發現目標的概率；紅外隱身要求降低自身紅外輻射，因為紅外探測技術通常以目標的高溫部位（發動機尾噴管、炮管等）的紅外輻射作為探測信息源，通過紅外探測器將紅外輻射能轉換為高溫目標所在位置的電信號，從而發現目標。目前，絕大多數傳統的低發射率涂料顏色單調、暗淡，受填料和粘結劑的影響存在隱身性不穩定等問題，不能較好地滿足可見光-紅外兼容隱身的要求。

發明內容

目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種可見光-紅外兼容隱身材料及其制備方法，滿足對高溫可見光-紅外兼容隱身的要求。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種可見光-紅外兼容隱身材料，包括非晶光子晶體薄膜和填充物，所述填充物填充在非晶光子晶體薄膜的空隙中；所述非晶光子晶體薄膜由SiO₂微球組成，所述填充物為ZnO。

進一步地，所述材料在400℃高溫下紅外發射率達到0.4，并呈現特定的穩定結構色。

進一步地，所述非晶光子晶體薄膜通過旋涂法、重力沉積、垂直沉積或提拉法得到。

進一步地，所述填充物按一定范圍內的填充量通過浸漬或電沉積法填充到非晶光子晶體薄膜的空隙中。

一種可見光-紅外兼容隱身材料的制備方法，包括如下過程：

1）將一定量的氨水、蒸餾水、正硅酸四乙酯溶于乙醇中，加熱攪拌4h，離心干燥得到不同粒徑單分散性較好的SiO₂粉末；

2）將步驟1）中得到的SiO₂粉末分散在乙醇溶液中，吸取適量SiO₂溶液，滴加并充分覆蓋基板表面，在旋涂機上旋轉成膜，重復此過程10~30次；旋涂后的樣品進行低溫加熱，干燥后得到SiO₂非晶光子晶體薄膜；

3）以SiO₂非晶光子晶體薄膜為工作電極，芯片為對電極，甘汞電極為參比電極，以鍍鋅液為電解液進行電沉積，工作時間為20~40min；電沉積后，將樣品放置于馬弗爐中，在空氣氣氛下高溫煅燒2h，得到耐高溫低發射率的非晶光子晶體材料，即得到所述可見光-紅外兼容隱身材料。

進一步地，所述步驟1）中得到的SiO₂粉末粒徑為190~320 nm，分散指數為2.3%，步驟2）中SiO₂粉末在乙醇溶液中的分散比例為5 wt%。

進一步地，所述步驟2）中，所述低溫加熱的溫度為200℃，時間為10min。

進一步地，所述步驟3）中，電沉積時工作電位相比于參比電極為-1.3V。

進一步地，所述步驟3）中，電沉積后的樣品煅燒條件為5℃/min升溫至500℃，保溫2h，然后隨爐冷卻。